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DE102024117830A1 - Betriebsverfahren und Applikationsvorrichtung zur Überprüfung, ob eine Anbaukomponente korrekt, inkorrekt oder nicht montiert ist - Google Patents

Betriebsverfahren und Applikationsvorrichtung zur Überprüfung, ob eine Anbaukomponente korrekt, inkorrekt oder nicht montiert ist

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Publication number
DE102024117830A1
DE102024117830A1 DE102024117830.2A DE102024117830A DE102024117830A1 DE 102024117830 A1 DE102024117830 A1 DE 102024117830A1 DE 102024117830 A DE102024117830 A DE 102024117830A DE 102024117830 A1 DE102024117830 A1 DE 102024117830A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
attachment component
application device
interface
voltage
pressure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102024117830.2A
Other languages
English (en)
Inventor
Frank Herre
Patrick Häussermann
Thomas Buck
Sandra Berndt
Joachim Schneider
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Duerr Systems AG
Original Assignee
Duerr Systems AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Duerr Systems AG filed Critical Duerr Systems AG
Priority to DE102024117830.2A priority Critical patent/DE102024117830A1/de
Priority to PCT/EP2025/065679 priority patent/WO2026002582A1/de
Publication of DE102024117830A1 publication Critical patent/DE102024117830A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Betriebsverfahren für ein Applikationsgerät (3) zur Applikation eines Applikationsmittels auf ein Bauteil (100), vorzugsweise ein Kraftfahrzeugkarosseriebauteil und/oder ein Anbauteil hierfür, wobei an einer Schnittstelle (20) des Applikationsgeräts (3) eine Anbaukomponente (5) montierbar ist. Das Betriebsverfahren umfasst insbesondere den Schritt einer Überprüfung, insbesondere einer automatischen Überprüfung, ob die Anbaukomponente (5) an der Schnittstelle (20) korrekt, inkorrekt oder nicht montiert ist. Die Erfindung betrifft auch eine entsprechende Applikationsvorrichtung.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Betriebsverfahren für ein Applikationsgerät, vorzugsweise ein Zerstäuber (z. B. Rotationszerstäuber), zur Applikation eines Applikationsmittels (z. B. ein Beschichtungsmittel wie insbesondere Lack) auf ein Bauteil, beispielsweise ein Kraftfahrzeugkarosseriebauteil und/oder ein Anbauteil hierfür, wobei an einer Schnittstelle des Applikationsgeräts eine Anbaukomponente montierbar ist. Die Erfindung betrifft auch eine entsprechende Applikationsvorrichtung.
  • Die WO 2023 020 819 A1 offenbart ein Betriebsverfahren für einen Zerstäuber zur Lackierung von Bauteilen (z.B. Kraftfahrzeugkarosseriebauteile) mit einem Lack, mit den Schritten: robotergestütztes Lackieren mittels des Zerstäubers, wobei an dem Zerstäuber eine Elektrodenanordnung (z. B. ein Außenaufladungsring) montiert ist, und Austausch der Elektrodenanordnung durch eine andere Elektrodenanordnung.
  • Durch den Austausch der Elektrodenanordnungen ist es möglich, dass eine Elektrodenanordnung inkorrekt an dem Zerstäuber montiert wird (z. B. nicht fest und/oder mit falscher Ausrichtung, insbesondere schief) oder die Montage komplett fehlschlägt, sodass die Elektrodenanordnung gar nicht an dem Zerstäuber montiert wird.
  • Nachteilhaft daran ist insbesondere, dass Fehler in Bezug auf die Elektrodenanordnung üblicherweise erst relativ spät erkannt werden, nämlich erst dann, nachdem ein den Zerstäuber tragender Roboter bereits aktiv wurde und/oder nachdem die Hochspannung der Elektrodenanordnung bereits angeschaltet wurde. Darüber hinaus lässt die Erkennung eines Fehlers üblicherweise keine unmittelbaren Rückschlüsse zu, was genau den Fehler verursacht hat, sodass nicht immer zweifelsfrei auf einen Montagefehler hinsichtlich einer inkorrekt montierten Elektrodenanordnung geschlossen werden kann. Nachteilhaft ist des Weiteren, dass bei einem Montagefehler mit einer erhöhten Eigenkontamination im Bereich der Schnittstelle zu rechnen ist.
  • Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein Betriebsverfahren und eine Applikationsvorrichtung bereitzustellen, bei denen Betriebs- und/oder Produktionsunterbrechungen, die durch austauschbare, insbesondere inkorrekt montierte oder gar nicht montierte (z. B. fehlende) Anbaukomponenten an einem Applikationsgerät verursacht werden, zeitlich verkürzt werden können.
  • Diese Aufgabe kann mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst werden.
  • Die Erfindung betrifft ein Betriebsverfahren für ein Applikationsgerät (z. B. ein Applikator) zur Applikation eines Applikationsmittels auf ein Bauteil, vorzugsweise ein Kraftfahrzeugkarosseriebauteil und/oder ein Anbauteil hierfür, wobei an einer Schnittstelle des Applikationsgeräts eine Anbaukomponente montierbar ist.
  • Das Applikationsgerät ist vorzugsweise ein Zerstäuber, beispielsweise ein Rotationszerstäuber.
  • Die Anbaukomponente kann vorzugsweise mittels zumindest eines von folgendem an der Schnittstelle montiert werden:
    • - einer pneumatischen Spannvorrichtung,
    • - einer Magnetkontaktierung, wobei optional auch die Hochspannung (z. B. zur Außenaufladung des Applikationsmittels und/oder für zumindest eine Hochspannungselektrode) über die Magnetkontaktierung geführt wird,
    • - einer Steck-Dreh-Verbindung,
    • - einer Clipverbindung,
    • - einer Steckverbindung, optional in Kombination mit einer pneumatischen Spannvorrichtung und/oder mit Entriegelung durch pneumatische Unterstützung, und/oder
    • - eines Gewindes.
  • Das Applikationsmittel ist vorzugsweise Lack oder allgemein ein Beschichtungsmittel.
  • Das Betriebsverfahren umfasst insbesondere den Schritt einer Überprüfung und vorzugsweise Feststellung, ob die Anbaukomponente an der Schnittstelle insbesondere korrekt montiert ist oder inkorrekt montiert ist (z. B. nicht fest und/oder nicht mit korrekter Ausrichtung, z. B. schief) oder gar nicht montiert ist (insbesondere fehlt). Die Überprüfung und zweckmäßige Feststellung erfolgt vorzugsweise automatisch.
  • Wird beispielsweise festgestellt, dass die Anbaukomponente gar nicht an der Schnittstelle montiert ist und somit insbesondere fehlt, so ist der Montagevorgang der Anbaukomponente gänzlich fehlgeschlagen.
  • Vorteilhaft daran ist insbesondere, dass die Überprüfung und zweckmäßige Feststellung beispielsweise während des Montagevorgangs und/oder unmittelbar nach dem Montagevorgang der Anbaukomponente ausgeführt werden kann. Die Überprüfung und zweckmäßige Feststellung kann somit vorzugsweise zu einem frühen Zeitpunkt erfolgen, sodass eine mögliche Betriebs- und/oder Produktionsunterbrechung, die durch eine inkorrekt montierte oder gar nicht montierte (insbesondere fehlende) Anbaukomponente verursacht werden würde, zeitlich verkürzt wird. Vorteilhaft daran ist alternativ oder ergänzend insbesondere, dass die Überprüfung und zweckmäßige Feststellung beispielsweise einen unmittelbaren Rückschluss auf eine inkorrekt montierte oder gar nicht montierte (insbesondere fehlende) Anbaukomponente erlaubt.
  • Es ist möglich, dass die Anbaukomponente (z. B. mittels eines Roboters) in einer Ablagestation abgelegt wird und eine Kameraüberwachung bereitgestellt ist, wobei die Kameraüberwachung eingerichtet ist, um zu prüfen, ob die Anbaukomponente in der Ablagestation korrekt oder inkorrekt (z. B. schief) eingelegt ist. Beispielsweise könnte es bei einer inkorrekt (z. B. schief) eingelegten Anbaukomponente z. B. zu einer Kollision kommen, wenn ein Roboter die Anbaukomponente aus der Ablagestation aufnehmen möchte.
  • Es ist möglich, dass die Anbaukomponente ein Außenaufladungsring zur Außenaufladung des Applikationsmittels ist. Der Außenaufladungsring kann vorzugsweise zumindest eine Hochspannungselektrode aufweisen, insbesondere zur Außenaufladung des Applikationsmittels.
  • Alternativ oder ergänzend kann die Anbaukomponente beispielsweise eine Schutzabdeckung für die Schnittstelle sein oder ein Handhabungswerkzeug zum Handhaben eines Kraftfahrzeugkarosseriebauteils und/oder eines Anbauteils hierfür.
  • Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann ein Austausch, vorzugsweise ein automatisierter, beispielsweise robotergestützter Austausch, der Anbaukomponente durch eine andere (z. B. baugleiche oder andersartige) Anbaukomponente erfolgen. Beispielsweise kann eine Anbaukomponente (z. B. in einer Ablagestation) automatisiert abgelegt und/oder (z. B. aus der Ablagestation) automatisiert aufgenommen werden.
  • Beispielsweise kann ein Außenaufladungsring durch einen anderen Außenaufladungsring ausgetauscht werden. Alternativ oder ergänzend ist es möglich, dass ein Außenaufladungsring durch eine Schutzabdeckung und/oder ein Handhabungswerkzeug zweckmäßig ausgetauscht wird oder umgekehrt.
  • Die Überprüfung kann beispielsweise eine pneumatische Überprüfung sein. Somit können beispielsweise Vorgaben zum Explosionsschutz besonders komplikationslos eingehalten werden.
  • Die Überprüfung kann beispielsweise auf zumindest einem pneumatischen Signal basieren.
  • Das zumindest eine pneumatische Signal kann vorzugsweise einen pneumatischen Druck (z. B. Staudruck) und/oder eine pneumatische Druckveränderung (z. B. des Staudrucks) umfassen.
  • Das zumindest eine pneumatische Signal kann beispielsweise einen messbaren Druck, insbesondere einen Staudruck erzeugen. Der Staudruck kann vorzugweise an einer Druckmessvorrichtung und/oder der Schnittstelle erzeugt werden. Zumindest ein Mess- und/oder Überprüfungswert der Druckmessvorrichtung kann zur Überprüfung und/oder Feststellung genutzt werden, ob die Anbaukomponente an der Schnittstelle korrekt montiert ist oder inkorrekt montiert ist oder gar nicht montiert ist.
  • Im Kontext der Erfindung umfasst das Merkmal „pneumatisch“ vorzugsweise Luft, insbesondere Druckluft. Im Kontext der Erfindung kann das Merkmal „pneumatisch“ aber beispielsweise auch ein anderes Gas (z. B. Druckgas) als Luft umfassen.
  • Das zumindest eine pneumatische Signal kann insbesondere mittels einer Druckmessvorrichtung insbesondere detektiert und zweckmäßig gemessen werden.
  • Die Druckmessvorrichtung ist vorzugsweise eingerichtet, um das zumindest eine pneumatische Signal zu detektieren und zumindest einen Mess- und/oder Überprüfungswert (z. B. zumindest einen Druckwert) bereitzustellen, wobei der zumindest eine Mess- und/oder Überprüfungswert zur Überprüfung und/oder Feststellung genutzt werden kann, ob die Anbaukomponente an der Schnittstelle korrekt montiert ist oder inkorrekt montiert ist oder gar nicht montiert ist.
  • Die Druckmessvorrichtung kann beispielsweise ein Drucküberprüfungsgerät sein und/oder vorzugsweise ein Drucksensor sein oder zumindest einen Drucksensor umfassen.
  • Die Druckmessvorrichtung kann beispielsweise außerhalb des Applikationsgeräts angeordnet sein, an einem Roboter angeordnet sein oder außerhalb einer Lackierkabine angeordnet sein.
  • Es ist möglich, dass (insbesondere mittels der Druckmessvorrichtung) ein im Wesentlichen konstanter Druck (insbesondere Staudruck) detektiert wird, wenn die Anbaukomponente korrekt montiert ist, und/oder (insbesondere mittels der Druckmessvorrichtung) ein reduzierter Druck (z. B. ein Druckabfall, insbesondere des Staudrucks) detektiert wird, wenn die Anbaukomponente inkorrekt oder gar nicht montiert ist.
  • Das zumindest eine pneumatische Signal kann beispielsweise mittels der Anbaukomponente (zweckmäßig an der Schnittstelle) aufgestaut werden und vorzugsweise einen Staudruck erzeugen, beispielsweise zwischen der Anbaukomponente und der Druckmessvorrichtung.
  • Beispielsweise ist es möglich, dass die Schnittstelle für das zumindest eine pneumatische Signal (z. B. den Druck, insbesondere den Staudruck) im Wesentlichen pneumatisch dicht ist, wenn die Anbaukomponente korrekt montiert ist. Dabei kann das zumindest eine pneumatische Signal vorzugsweise an der Schnittstelle mittels der Anbaukomponente aufgestaut werden.
  • Alternativ oder ergänzend kann die Schnittstelle für das zumindest eine pneumatische Signal (z. B. den Druck, insbesondere den Staudruck) im Wesentlichen pneumatisch undicht sein, wenn die Anbaukomponente inkorrekt montiert ist oder gar nicht montiert ist, sodass beispielsweise das zumindest eine pneumatische Signal (z. B. der Druck, insbesondere der Staudruck) über die Schnittstelle zumindest teilweise nach außen entweichen kann und/oder nur in reduziertem Umfang (beispielsweise bezogen auf dessen Druck und/oder Menge) an der Druckmessvorrichtung anliegen und/oder gemessen werden kann.
  • Es ist möglich, dass das zumindest eine pneumatische Signal (z. B. der Druck, insbesondere der Staudruck) nur dann in in Wesentlichem vollem Umfang (beispielsweise bezogen auf dessen Druck und/oder Menge) an der Druckmessvorrichtung anliegt und/oder gemessen werden kann, wenn die Anbaukomponente korrekt montiert ist. Alternativ oder ergänzend ist es möglich, dass das zumindest eine pneumatische Signal (z. B. der Druck, insbesondere der Staudruck) zumindest teilweise über die Schnittstelle entweichen kann, wenn die Anbaukomponente inkorrekt montiert ist oder gar nicht montiert ist, sodass beispielsweise das zumindest eine pneumatische Signal nur in reduziertem Umfang (beispielsweise bezogen auf dessen Druck und/oder Menge) an der Druckmessvorrichtung anliegt und/oder gemessen werden kann.
  • Das Applikationsgerät kann vorzugsweise ein (insbesondere pneumatisches) Leitungssystem für das zumindest eine pneumatische Signal umfassen.
  • Das zumindest eine pneumatische Signal kann vorzugsweise mittels des Leitungssystems zu der Schnittstelle geleitet werden, wobei die Druckmessvorrichtung zweckmäßig mit dem Leitungssystem insbesondere pneumatisch verbunden sein kann.
  • Das Leitungssystem kann z. B. einen ersten Kanal und/oder einen zweiten Kanal umfassen, wobei der erste Kanal und/oder der zweite Kanal in der Schnittstelle münden kann. Das Leitungssystem kann optional auch mehr als zwei Kanäle aufweisen, z. B. zumindest drei oder zumindest vier Kanäle.
  • Es ist möglich, dass der erste Kanal und der zweite Kanal von einem gemeinsamen Kanal abzweigen, sodass sich vorzugsweise das zumindest eine pneumatische Signal zweckmäßig in den ersten Kanal und den zweiten Kanal aufteilen kann.
  • Die Druckmessvorrichtung kann z. B. an den gemeinsamen Kanal angeschlossen sein. Alternativ oder ergänzend kann der gemeinsame Kanal vorzugsweise an eine Druckerzeugungsvorrichtung zur Erzeugung eines Netzdrucks und/oder des zumindest einen pneumatischen Signals angeschlossen sein. Beispielsweise kann der von der Druckerzeugungsvorrichtung erzeugte Druck mittels einer Drossel geregelt und/oder stabilisiert werden.
  • Es ist möglich, dass der erste Kanal und/oder der zweite Kanal jeweils über zumindest eine Mündungsöffnung in der Schnittstelle mündet. Es ist möglich, dass die zumindest eine Mündungsöffnung durch eine, insbesondere korrekt montierte, Anbaukomponente schließbar ist, sodass vorzugsweise das zumindest eine pneumatische Signal nicht entweichen kann.
  • Die zumindest eine Mündungsöffnung kann somit vorzugsweise als Messstelle dienen.
  • Eine korrekt montierte Anbaukomponente kann somit vorzugsweise als Abdichtung für die zumindest eine Mündungsöffnung und/oder für das zumindest eine pneumatische Signal dienen.
  • Das Leitungssystem, der erste Kanal und/oder der zweite Kanal kann vorzugsweise in der Schnittstelle münden und kann beispielsweise somit pneumatisch mit der Schnittstelle verbunden sein. Das Leitungssystem, der erste Kanal und/oder der zweite Kanal kann sich vorzugsweise innerhalb des Applikationsgeräts erstrecken.
  • Im Kontext der Erfindung kann vorzugsweise mittels des zumindest einen pneumatischen Signals (insbesondere an der Druckmessvorrichtung und/oder an der Schnittstelle) ein Staudruck erzeugt werden, dessen Druckabfall bei korrekt montierter Anbaukomponente im Wesentlichen Null ist und/oder einen (zweckmäßig vordefinierten) Schwellenwert nicht übersteigt, wenn die Anbaukomponente korrekt montiert ist, und/oder einen (zweckmäßig vordefinierten) Schwellenwert übersteigt, wenn die Anbaukomponente inkorrekt montiert ist oder nicht montiert ist.
  • Daraus folgt beispielsweise: Ein sehr geringer Druckabfall und/oder im Wesentlichen kein Druckabfall kann insbesondere einer korrekt montierten Anbaukomponente entsprechen und/oder ein hoher Druckabfall kann insbesondere einer inkorrekt montierten oder gar nicht montierten (z. B. fehlenden) Anbaukomponente entsprechen.
  • Der Netz- und/oder Prüfdruck kann beispielsweise zwischen 1 und 8 bar betragen, vorzugsweise mindestens 6 bar und/oder maximal 8 bar.
  • Das Applikationsgerät kann beispielsweise mit einem pneumatischen Netzdruck (z. B. Totaldruck) beaufschlagbar sein und das zumindest eine pneumatische Signal kann zweckmäßig durch den Netzdruck erzeugbar sein.
  • Zum Erzeugen des zumindest einen pneumatischen Signals und/oder des Netzdrucks kann zweckmäßig die Druckerzeugungsvorrichtung (z. B. einen Kompressor) bereitgestellt werden.
  • Der Netzdruck kann beispielsweise auch für folgendes genutzt werden: zum Antreiben einer Turbine des Applikationsgeräts, zum Schalten von Ventilen des Applikationsgeräts und/oder des Roboters, zur Erzeugung von Blaslüften für ein Reinigungsgerät und/oder zur Ausbildung einer Lenkluftströmung zum Formen des Applikationsmittels.
  • Es ist möglich, dass die Überprüfung und zweckmäßige Feststellung auf zumindest einem Mess- und/oder Überprüfungswert zumindest eines Sensors basiert.
  • Der zumindest eine Sensor kann beispielsweise an dem Applikationsgerät montiert sein, vorzugsweise gegenüber der Schnittstelle, insbesondere um die Anbaukomponente (zweckmäßig mittelbar und/oder unmittelbar) zu detektieren. Der zumindest eine Sensor kann aber auch z. B. außerhalb und/oder distanziert vom Applikationsgerät angeordnet sein, an einem Roboter montiert sein und/oder außerhalb einer Lackierkabine (z. B. in einer Materialversorgung) angeordnet sein.
  • Der zumindest eine Sensor kann vorzugsweise zumindest abschnittsweise oder vollständig in dem Applikationsgerät montiert sein.
  • Der zumindest eine Sensor kann beispielsweise zumindest einen elektrischen, mechanischen und/oder magnetisch-induktiven Sensor umfassen.
  • Die Überprüfung und zweckmäßige Feststellung, ob die Anbaukomponente an der Schnittstelle korrekt oder inkorrekt montiert ist oder gar nicht montiert ist, kann vorzugsweise auf zumindest einem Mess- und/oder Überprüfungswert einer Messvorrichtung (z. B. der Druckmessvorrichtung und/oder des zumindest einen Sensors) basieren.
  • Es ist möglich, dass die Überprüfung und/oder Feststellung, ob die Anbaukomponente an der Schnittstelle korrekt oder inkorrekt montiert ist oder gar nicht montiert ist, zeitlich vor einem Applikationsvorgang mittels des Applikationsgeräts und/oder zeitlich vor Aktivierung der Anbaukomponente (insbesondere der zumindest einen Hochspannungselektrode des Außenaufladungsrings) erfolgt.
  • Alternativ oder ergänzend kann der Applikationsvorgang mittels des Applikationsgeräts und/oder die Aktivierung der Anbaukomponente beispielsweise nur ausgeführt werden, wenn mittels der Überprüfung eine korrekt montierte Anbaukomponente festgestellt wird.
  • Es ist möglich, dass eine insbesondere elektronische Steuerungsvorrichtung (zweckmäßig mit Rückkoppelung oder ohne Rückkoppelung) bereitgestellt ist.
  • Die Steuerungsvorrichtung kann vorzugsweise eine Steuerungsvorrichtung sein zum Steuern des Applikationsgeräts, zum Steuern der Anbaukomponente und/oder zum Steuern eines Roboters, der das Applikationsgerät trägt. Das Steuern kann beispielsweise mit Rückkopplung oder ohne Rückkopplung erfolgen.
  • Die Steuerungsvorrichtung kann insbesondere eingerichtet sein, um das Betriebsverfahren wie hierin erörtert zu steuern (zweckmäßig mit Rückkoppelung oder ohne Rückkoppelung).
  • Die Steuerungsvorrichtung kann beispielsweise mit einer Messvorrichtung (z. B. die Druckmessvorrichtung und/oder der zumindest eine Sensor) verbunden sein und eingerichtet sein, um basierend auf zumindest einem Mess- und/oder Überprüfungswert der Messvorrichtung zu überprüfen und/oder festzustellen, ob die Anbaukomponente an der Schnittstelle korrekt montiert ist oder inkorrekt montiert ist oder nicht montiert ist.
  • Bevorzugt kann die Steuerungsvorrichtung eingerichtet sein, um in Abhängigkeit davon, ob die Anbaukomponente an der Schnittstelle korrekt oder inkorrekt montiert ist oder gar nicht montiert ist, das Applikationsgerät, die Anbaukomponente und/oder einen das Applikationsgerät tragenden Roboter zweckmäßig zu steuern.
  • Die Steuerungsvorrichtung kann beispielsweise auch eingerichtet sein, um die Überprüfung zeitlich vor einem Applikationsvorgang mittels des Applikationsgeräts und/oder zeitlich vor Aktivierung der Anbaukomponente auszuführen, und/oder um einen Applikationsvorgang mittels des Applikationsgeräts und/oder eine Aktivierung der Anbaukomponente (z. B. der Hochspannungselektrode des Außenaufladungsrings) nur auszuführen, wenn mittels der Überprüfung eine korrekt montierte Anbaukomponente festgestellt wird.
  • Im Kontext der Erfindung ist es beispielsweise möglich, dass die Steuerungsvorrichtung eingerichtet ist, um zumindest einen Mess- und/oder Überprüfungswert der Messvorrichtung (z. B. die Druckmessvorrichtung und/oder der zumindest eine Sensor) auszuwerten (z. B. mit zumindest einem hinterlegten Wert zu vergleichen) und zweckmäßig zu überprüfen und/oder festzustellen, ob die Anbaukomponente an der Schnittstelle korrekt oder inkorrekt montiert ist oder nicht montiert ist. Somit ist es beispielsweise möglich, dass die Steuerungsvorrichtung den zumindest einen Mess- und/oder Überprüfungswert zunächst auswertet und darauf basierend überprüfen und/oder feststellen kann, ob die Anbaukomponente an der Schnittstelle korrekt oder inkorrekt montiert ist oder nicht montiert ist. Das kann beispielsweise über eine Erfassung des zumindest einen pneumatischen Signals in Form eines Staudrucks und einen Vergleich mit einer Sollwert-Abweichung durch die Steuerungsvorrichtung erfolgen.
  • Alternativ oder ergänzend ist es im Kontext der Erfindung beispielsweise möglich, dass der Steuerungsvorrichtung mittels der Messvorrichtung (z. B. die Druckmessvorrichtung und/oder der zumindest eine Sensor) zumindest ein Mess- und/oder Überprüfungswert zur Verfügung gestellt wird, wobei der zumindest eine Mess- und/oder Überprüfungswert bereits angibt, ob die Anbaukomponente an der Schnittstelle korrekt oder inkorrekt montiert ist oder nicht montiert ist. Der zumindest eine Mess- und/oder Überprüfungswert kann somit bereits als Ermittlungsergebnis angeben, ob die Anbaukomponente an der Schnittstelle korrekt oder inkorrekt montiert ist oder nicht montiert ist. Somit ist es beispielsweise möglich, dass die Steuerungsvorrichtung lediglich basierend auf einem mittels des zumindest einen Mess- und/oder Überprüfungswert bereits vorhandenen Ermittlungsergebnis überprüfen und/oder feststellen kann, ob die Anbaukomponente an der Schnittstelle korrekt oder inkorrekt montiert ist oder nicht montiert ist.
  • Die Überprüfung und/oder Feststellung, ob die Anbaukomponente an der Schnittstelle korrekt oder inkorrekt oder gar nicht montiert ist, kann im Kontext der Erfindung beispielsweise (zweckmäßig unmittelbar) mittels der Messvorrichtung (z. B. mittels der Druckmessvorrichtung und/oder mittels des zumindest eines Sensors) erfolgen und/oder (zweckmäßig mittelbar) mittels der Steuerungsvorrichtung erfolgen.
  • Die Steuerungsvorrichtung kann insbesondere eingerichtet sein, um das Applikationsgerät, die Anbaukomponente und/oder einen das Applikationsgerät tragenden Roboter zu steuern und zwar insbesondere in Abhängigkeit des zumindest einen Mess- und/oder Überprüfungswerts und/oder in Abhängigkeit davon, ob die Anbaukomponente an der Schnittstelle korrekt oder inkorrekt montiert ist oder gar nicht montiert ist.
  • Die Steuerungsvorrichtung kann beispielsweise eingerichtet sein, um einen Arbeitsprozess zur Applikation eines Applikationsmittels auf das Bauteil fortzuführen oder zu starten, wenn die Anbaukomponente korrekt an der Schnittstelle montiert ist. Beispielsweise kann die Anbaukomponente aktiviert werden (z. B. eine Hochspannungselektrode des Außenaufladungsrings aktiviert werden), eine Applikation des Applikationsmittels mittels des Applikationsgeräts gestartet werden und/oder ein das Applikationsgerät tragender Roboter für den Arbeitsprozess zur Applikation des Applikationsmittels auf das Bauteil in Bewegung gesetzt werden.
  • Alternativ oder ergänzend kann die Steuerungsvorrichtung beispielsweise eingerichtet sein, um einen Arbeitsprozess zur Applikation eines Applikationsmittels auf das Bauteil zu unterbrechen und/oder um eine Demontage der Anbaukomponente und eine erneute Montage der Anbaukomponente oder einer anderen (z. B. baugleichen oder andersartigen) Anbaukomponente an der Schnittstelle zu steuern, wenn die Anbaukomponente inkorrekt oder gar nicht an der Schnittstelle montiert ist.
  • Die Erfindung betrifft auch eine Applikationsvorrichtung, insbesondere zur Ausführung eines Betriebsverfahrens wie hierin offenbart.
  • Die Applikationsvorrichtung kann beispielsweise eine Beschichtungsanlage sein.
  • Die Applikationsvorrichtung umfasst ein Applikationsgerät (z. B. ein Zerstäuber, insbesondere Rotationszerstäuber) zur Applikation eines Applikationsmittels (z. B. Lack) auf ein Bauteil, vorzugsweise ein Kraftfahrzeugkarosseriebauteil und/oder ein Anbauteil hierfür.
  • Das Applikationsgerät weist eine Schnittstelle zur Montage einer Anbaukomponente auf.
  • Die Anbaukomponente kann, wie bereits erwähnt, vorzugsweise mittels zumindest eines von folgendem an der Schnittstelle montiert werden:
    • - einer pneumatischen Spannvorrichtung,
    • - einer Magnetkontaktierung, wobei optional auch die Hochspannung über die Magnetkontaktierung geführt wird,
    • - einer Steck-Dreh-Verbindung,
    • - einer Clipverbindung,
    • - einer Steckverbindung, optional in Kombination mit einer pneumatischen Spannvorrichtung und/oder mit Entriegelung durch pneumatische Unterstützung, und/oder
    • - eines Gewindes.
  • Die Applikationsvorrichtung kann eine beispielsweise elektronische Steuerungsvorrichtung umfassen, insbesondere zum Steuern des Betriebsverfahrens wie hierin offenbart.
  • Die Applikationsvorrichtung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass die Steuerungsvorrichtung eingerichtet ist, um basierend auf zumindest einem Mess- und/oder Überprüfungswert (z. B. ein Druckwert) einer Messvorrichtung (z. B. die Druckmessvorrichtung und/oder der zumindest eine Sensor) zu überprüfen und/oder festzustellen, ob die Anbaukomponente an der Schnittstelle insbesondere korrekt oder inkorrekt montiert ist oder gar nicht montiert ist (insbesondere fehlt). Die Überprüfung und zweckmäßig Feststellung erfolgt vorzugsweise automatisch.
  • Wird beispielsweise festgestellt, dass die Anbaukomponente nicht an der Schnittstelle montiert ist und somit insbesondere fehlt, so ist der Montagevorgang der Anbaukomponente gänzlich fehlgeschlagen.
  • Die Anbaukomponente kann beispielsweise ein Außenaufladungsring zur Außenaufladung des Applikationsmittels sein, wobei vorzugsweise der Außenaufladungsring zumindest eine Hochspannungselektrode aufweisen kann.
  • Die Steuerungsvorrichtung kann z. B. eingerichtet sein, einen Austausch, vorzugsweise einen automatisierten, insbesondere robotergestützten Austausch, einer Anbaukomponente durch eine andere (z. B. baugleiche oder andersartige) Anbaukomponente zu steuern.
  • Die Messvorrichtung kann beispielsweise eine Druckmessvorrichtung umfassen, insbesondere zur Überprüfung und/oder Messung zumindest eines pneumatischen Signals.
  • Es ist möglich, dass die Schnittstelle, zweckmäßig für das zumindest eine pneumatische Signal, im Wesentlichen pneumatisch dicht ist, wenn die Anbaukomponente korrekt montiert ist. Dabei kann vorzugsweise das zumindest eine pneumatische Signal an der Schnittstelle mittels der Anbaukomponente aufgestaut werden.
  • Alternativ oder ergänzend ist es möglich, dass die Schnittstelle, zweckmäßig für das zumindest eine pneumatische Signal, pneumatisch undicht ist, wenn die Anbaukomponente inkorrekt montiert ist oder gar nicht montiert ist.
  • Es ist möglich, dass das zumindest eine pneumatische Signal mittels der Anbaukomponente aufgestaut werden kann und vorzugsweise einen Staudruck erzeugen kann, vorzugsweise zwischen der Anbaukomponente und der Druckmessvorrichtung.
  • Beispielsweise kann, zweckmäßig mittels der Druckmessvorrichtung, ein im Wesentlichen konstanter Druck (z. B. Staudruck) detektiert werden, wenn die Anbaukomponente korrekt montiert ist, und/oder ein reduzierter Druck (z. B. ein Druckabfall, vorzugsweise des Staudrucks) detektiert werden, wenn die Anbaukomponente inkorrekt montiert ist oder gar nicht montiert ist.
  • Das Applikationsgerät kann vorzugsweise ein (insbesondere pneumatisches) Leitungssystem für das zumindest eine pneumatische Signal umfassen.
  • Das Leitungssystem kann z. B. eingerichtet sein, um das zumindest eine pneumatische Signal zu der Schnittstelle zu leiten, wobei die Druckmessvorrichtung zweckmäßig mit dem Leitungssystem insbesondere pneumatisch verbunden sein kann.
  • Das Leitungssystem kann z. B. einen ersten Kanal und/oder einen zweiten Kanal umfassen, wobei der erste Kanal und/oder der zweite Kanal in der Schnittstelle münden kann. Das Leitungssystem kann optional auch mehr als zwei solcher Kanäle umfassen.
  • Es ist möglich, dass der erste Kanal und der zweite Kanal von einem gemeinsamen Kanal abzweigen, sodass sich vorzugsweise das zumindest eine pneumatische Signal zweckmäßig in den ersten Kanal und den zweiten Kanal aufteilen kann.
  • Die Druckmessvorrichtung kann z. B. an den gemeinsamen Kanal angeschlossen sein, wobei alternativ oder ergänzend der gemeinsame Kanal an eine Druckerzeugungsvorrichtung zur Erzeugung des zumindest einen pneumatischen Signals und/oder zur Erzeugung eines Netzdrucks angeschlossen sein kann.
  • Es ist möglich, dass der erste Kanal und/oder der zweite Kanal jeweils über zumindest eine Mündungsöffnung in der Schnittstelle mündet. Beispielsweise kann die zumindest eine Mündungsöffnung durch eine, insbesondere korrekt montierte, Anbaukomponente schließbar sein, sodass vorzugsweise das zumindest eine pneumatische Signal nicht entweichen kann.
  • Eine korrekt montierte Anbaukomponente kann somit vorzugsweise als Abdichtung für die zumindest eine Mündungsöffnung und/oder für das zumindest eine pneumatische Signal dienen.
  • Das zumindest eine pneumatische Signal (vorzugsweise ein Staudruck) kann vorzugsweise nur dann in in Wesentlichem vollem Umfang an der Druckmessvorrichtung anliegen und/oder gemessen werden, wenn die Anbaukomponente korrekt montiert ist, wobei alternativ oder ergänzend das zumindest eine pneumatische Signal zumindest teilweise über die Schnittstelle entweichen kann, wenn die Anbaukomponente inkorrekt montiert oder gar nicht montiert ist.
  • Die Applikationsvorrichtung kann beispielsweise eine Druckerzeugungsvorrichtung (z. B. einen Kompressor oder eine Pumpe) aufweisen, um das Applikationsgerät mit einem pneumatischen Druck (z. B. Netzdruck) zu versorgen und/oder das zumindest eine pneumatische Signal zu erzeugen.
  • Die Druckerzeugungsvorrichtung ist vorzugsweise an das Leitungssystem angeschlossen, vorzugsweise an den gemeinsamen Kanal.
  • Es ist möglich, dass die Messvorrichtung zumindest einen Sensor umfasst, , beispielsweise um die Anbaukomponente (zweckmäßig mittelbar und/oder unmittelbar) zu detektieren, z. B. mittels zumindest eines Signals (vorzugsweise über die Schnittstelle) zu detektieren.
  • Der zumindest eine Sensor kann z. B. an oder zumindest abschnittsweise oder vollständig in dem Applikationsgerät montiert sein kann, vorzugsweise gegenüber der Schnittstelle.
  • Der zumindest eine Sensor kann z. B. außerhalb und/oder distanziert vom Applikationsgerät angeordnet sein, an einem Roboter montiert sein und/oder außerhalb einer Lackierkabine (z. B. in einer Materialversorgung) angeordnet sein.
  • Der zumindest eine Sensor kann insbesondere zumindest einen elektrischen, mechanischen und/oder magnetisch-induktiven Sensor umfassen.
  • Im Kontext der Erfindung erfolgt insbesondere eine Überprüfung und/oder Feststellung (zweckmäßig durch die Steuerungsvorrichtung und/oder die Messvorrichtung (z. B. die Druckmessvorrichtung und/oder der zumindest eine Sensor)), ob die Anbaukomponente an der Schnittstelle korrekt oder inkorrekt montiert ist oder nicht montiert ist.
  • Das Betriebsverfahren kann den Schritt einer elektrostatischen Beschichtungsmittelaufladung umfassen, wobei eine Hochspannungselektrode auf eine Ladespannung auf Hochspannungsniveau aufgeladen wird und ein entsprechender Ladestrom über die Hochspannungselektrode fließt. Dabei werden die Ladespannung und/oder der Ladestrom der Hochspannungsaufladung gemessen. Die Hochspannungselektrode ist vorzugsweise Teil der Anbaukomponente, wobei in diesem Fall die Anbaukomponente insbesondere ein Außenaufladungsring sein kann.
  • Im Kontext des Betriebsverfahrens ist es möglich, dass aus den Messwerten von Ladespannung und/oder Ladestrom eine Zustandsgröße (z.B. Verschmutzungsgrad) der Hochspannungselektrode oder des Applikationsgeräts (z.B. Rotationszerstäuber) ermittelt wird. Dies kann vorzugsweise mit Hilfe von Künstlicher Intelligenz automatisiert erfolgen, so dass eine Beobachtung des Applikationsprozesses (z. B. Lackierprozesses) durch das Bedienungspersonal nicht zwingend notwendig ist.
  • Hervorzuheben ist somit die technisch-physikalische Erkenntnis, dass im Kontext der Erfindung insbesondere die Messwerte für Ladespannung und Ladestrom der elektrostatischen Lackaufladung eine Information über eine Zustandsgröße (z.B. Verschmutzungsgrad) der Hochspannungselektrode oder des Applikationsgeräts (z.B. Rotationszerstäuber) enthalten und vorzugsweise mit Hilfe von Künstlicher Intelligenz automatisch ohne Beobachtung des Applikations- und/oder Lackierprozesses durch das Bedienungspersonal ausgewertet werden können.
  • Die im Kontext der Erfindung verwendeten Begriffe von Ladestrom und/oder Ladespannung bezeichnen vorzugsweise Ist-Werte von Strom und/oder Spannung der elektrostatischen Applikationsmittelaufladung (z. B. Beschichtungsmittelaufladung). Diese Begriffe sind also vorzugsweise nicht beschränkt auf Ladespannung und/oder Ladestrom beim Hochfahren der elektrostatischen Applikationsmittelaufladung. Vielmehr umfassen diese Begriffe vorzugsweise auch Strom und/oder Spannung der elektrostatischen Applikationsmittelaufladung während des Applikationsbetriebs (z. B. Beschichtungsbetriebs), d.h. im hochgefahrenen Zustand der elektrostatischen Applikationsmittelaufladung.
  • Das Applikationsmittel ist vorzugsweise ein Beschichtungsmittel, insbesondere Lack.
  • Weiterhin ist zu erwähnen, dass die interessierende Zustandsgröße (z.B. Verschmutzungsgrad) der Hochspannungselektrode oder des Applikationsgeräts (z.B. Rotationszerstäuber) im Kontext der Erfindung nicht unmittelbar aus den Messwerten von Ladespannung und/oder Ladespannung abgeleitet werden muss. Es ist vielmehr auch möglich, dass die interessierende Zustandsgröße (z.B. Verschmutzungsgrad) aus einer Größe ermittelt wird, die aus dem Ladestrom und/oder der Ladespannung abgeleitet wird. Beispielsweise besteht im Kontext der Erfindung die Möglichkeit, dass von Ladespannung und/oder Ladestrom zunächst die zeitliche Ableitung gebildet wird, wobei die interessierende Zustandsgröße (z.B. Verschmutzungsgrad) dann in Abhängigkeit von dieser zeitlichen Ableitung ermittelt wird. Die interessierende Zustandsgröße (z.B. Verschmutzungsgrad) kann also auch mittelbar aus den Messwerten von Ladespannung und/oder Ladestrom abgeleitet werden.
  • Allgemein ist zu erwähnen, dass das Betriebsverfahren vorzugsweise in einer Lackieranlage zur Lackierung von Kraftfahrzeugkarosseriebauteilen und/oder Anbauteilen hierfür mit einem Lack eingesetzt wird, wobei als Applikationsgerät vorzugsweise ein Rotationszerstäuber eingesetzt werden kann. Die Erfindung ist jedoch hinsichtlich der zu beschichtenden Bauteile nicht auf Kraftfahrzeugkarosseriebauteile und/oder Anbauteile hierfür beschränkt, sondern grundsätzlich auch bei der Beschichtung von anderen Bauteiltypen realisierbar. Darüber hinaus ist die Erfindung auch hinsichtlich des zu applizierenden Applikations-/Beschichtungsmittels nicht auf Lack beschränkt, sondern grundsätzlich auch mit anderen Applikations-/Beschichtungsmitteltypen realisierbar. Ferner ist die Erfindung auch hinsichtlich des zu verwendenden Applikationsgeräts nicht auf Rotationszerstäuber beschränkt, sondern grundsätzlich auch mit anderen Applikatortypen (z.B. Luftzerstäuber, Airless-, Airmix- und Ultraschallgeräte) realisierbar.
  • Es wurde vorstehend bereits erwähnt, dass im Kontext der Erfindung aus den Messwerten von Ladespannung und/oder Ladestrom der elektrostatischen Applikationsmittelaufladung eine Zustandsgröße der Hochspannungselektrode oder des Applikationsgeräts ermittelt wird.
  • Bei dieser Zustandsgröße kann es sich beispielsweise um einen Verschmutzungsgrad handeln, der angibt, in welchem Maße die Hochspannungselektrode oder das Applikationsgerät durch Applikationsmittelreste („Overspray“) verschmutzt ist.
  • Alternativ besteht die Möglichkeit, dass die ermittelte Zustandsgröße ein Nässegrad ist, der angibt, wie feucht die Oberfläche des Applikationsgeräts oder der Hochspannungselektrode aufgrund von anhaftendem flüssigem Applikationsmittel ist.
  • Ferner kann die ermittelte Zustandsgröße auch eine Typenkennung sein, die den Bauteiltyp der Hochspannungselektrode wiedergibt, insbesondere zur Unterscheidung eines montierten Außenaufladungsrings von einem Dummy.
  • Weiterhin besteht im Kontext der Erfindung die Möglichkeit, dass die ermittelte Zustandsgröße angibt, ob eine oder mehrere Hochspannungselektroden verschmutzungsbedingt in ihrer Funktion beeinträchtigt sind.
  • Darüber hinaus besteht im Kontext der Erfindung auch die Möglichkeit, dass die ermittelte Zustandsgröße angibt, wie viele von mehreren Hochspannungselektroden verschmutzungsbedingt ausgefallen sind oder ob (z. B. viele) Hochspannungselektroden verschmutzungsbedingt ausgefallen sind.
  • Die vorstehend stichwortartig beschriebenen Möglichkeiten von verschiedenen Zustandsgrößen, die aus den Messwerten von Ladespannung und/oder Ladestrom abgeleitet werden können, lassen sich auch miteinander kombinieren, d.h. aus den Messwerten von Ladespannung und/oder Ladestrom können auch verschiedene Zustandsgrößen abgeleitet werden.
  • Weiterhin ist zu erwähnen, dass die ermittelte Zustandsgröße eine quantitative Zustandsgröße oder eine qualitative Zustandsgröße sein kann. So kann beispielsweise der Verschmutzungsgrad als quantitative Zustandsgröße einen Wert im Bereich von 0 (=vollständig sauber) bis 100 (=vollständig verschmutzt) annehmen. Als qualitative Zustandsgröße kann der Verschmutzungsgrad dagegen angeben, ob der die Verschmutzung zu einer Funktionsbeeinträchtigung führt (Fehler-Flag wird gesetzt) oder nicht (Fehler-Flag wird nicht gesetzt).
  • Es wurde vorstehend bereits erwähnt, dass aus den Messwerten von Ladespannung und/oder Ladestrom als Zustandsgröße der Verschmutzungsgrad der Hochspannungselektrode oder des Applikationsgeräts (z.B. Rotationszerstäuber) abgeleitet werden kann. Der ermittelte Verschmutzungsgrad kann dann mit einem Grenzwert verglichen werden, wobei ein Hinweissignal angezeigt werden kann, wenn der ermittelte Verschmutzungsgrad den Grenzwert überschreitet. Darüber hinaus kann beim Überschreiten des Grenzwerts auch ein (vorzugsweise automatisierter) Reinigungsprozess eingeleitet werden, der beispielsweise maschinell oder manuell erfolgen kann. Zum maschinellen Reinigen des Applikationsgeräts und/oder der Hochspannungselektrode kann das Applikationsgerät beispielsweise von einem Roboter, insbesondere Lackierroboter in ein Reinigungsgerät („Cleaner“) eingeführt werden, wobei das Applikationsgerät dann in dem Reinigungsgerät gereinigt wird. Derartige Reinigungsgeräte sind an sich aus dem Stand der Technik bekannt und müssen deshalb nicht näher beschrieben werden (vgl. EP 3 140 042 B1 , EP 2 643 096 B1 ). Vor dem Einleiten eines Reinigungsprozesses des Applikationsgeräts wird vorzugsweise die Ladespannung abgeschaltet, um die nachfolgende Reinigung im spannungslosen Zustand zu ermöglichen.
  • Es wurde vorstehend bereits erwähnt, dass das Applikationsgerät maschinell in einem Reinigungsgerät gereinigt werden kann, wenn die Prüfung ergibt, dass der ermittelte Verschmutzungsgrad einen Grenzwert überschreitet. Nach der maschinellen Reinigung kann der Verschmutzungsgrad dann erneut durch eine Auswertung von Ladespannung und/oder Ladespannung ermittelt werden, um erneut zu prüfen, ob der Verschmutzungsgrad den Grenzwert überschreitet. Falls dies der Fall ist, so kann dann beispielsweise eine Handreinigung angefordert werden, um die nach der maschinellen Reinigung verbliebenen Verschmutzungsreste manuell zu beseitigen.
  • Optional kann eine Bewertung der Qualität der automatischen Reinigung und/oder der Handreinigung erfolgen.
  • Die vorgesehene Messung und Auswertung von Ladespannung und/oder Ladestrom der elektrostatischen Applikationsmittelaufladung ermöglicht auch eine Optimierung von Position und/oder Ausrichtung des Applikationsgeräts relativ zu dem Bauteil, das zweckmäßig zu beschichten ist. So kommt es bei der Beschichtung von komplexen Bauteilkonturen mit schwerer Zugänglichkeit oft zu starken Spannungsspitzen oder Spannungseinbrüchen, was unerwünscht ist. Hierbei können geringfügige Änderungen von Ausrichtung und/oder Position des Applikationsgeräts Abhilfe schaffen und die unerwünschten Spannungsspitzen und/oder Spannungseinbrüche vermeiden. Im Kontext der Erfindung besteht deshalb auch die Möglichkeit, dass bei der Ermittlung einer störenden Spannungsspitze oder eines störenden Spannungseinbruchs die Position und/oder Ausrichtung des Applikationsgeräts relativ zu dem zu beschichtenden Bauteil geringfügig verändert wird, um Spannungsspitzen oder Spannungseinbrüche der Ladespannung der Hochspannungselektrode zu verhindern. Diese geringfügige Anpassung von Position und/oder Ausrichtung des Applikationsgeräts kann beispielsweise mittels Künstlicher Intelligenz erfolgen, wobei ein Künstliche-Intelligenz-Algorithmus ermittelt, welche Änderung von Position und/oder Ausrichtung des Applikationsgeräts zu dem gewünschten Ergebnis führt, nämlich zu einer Vermeidung der störenden Spannungsspitzen und/oder Spannungseinbrüche.
  • Es wurde bereits vorstehend erwähnt, dass aus den Messwerten von Ladespannung und/oder Ladestrom der Verschmutzungsgrad des Applikationsgeräts oder von Komponenten der elektrostatischen Applikationsmittelaufladung ermittelt werden kann. Dies kann mittels eines Maschinelles-Lernen-Algorithmus erfolgen, der den Verschmutzungsgrad anhand der Messwerte von Ladespannung und/oder Ladestrom schätzt. Der Maschinelles-Lernen-Algorithmus kann hierbei durch überwachtes Lernen trainiert werden, indem er als Eingangsinformation auch den tatsächlichen Verschmutzungsgrad erhält, wobei der tatsächliche Verschmutzungsgrad beispielsweise durch eine Benutzereingabe oder durch Auswertung eines Kamerabildes des Applikationsgeräts und/oder der Hochspannungselektrode vorgegeben werden kann. Der Maschinelles-Lernen-Algorithmus erhält dabei als Eingangsinformationen einerseits die Messwerte von Ladestrom und/oder Ladespannung und andererseits den tatsächlichen Verschmutzungsgrad, so dass der Maschinelles-Lernen-Algorithmus entsprechend trainiert werden kann, um den Zusammenhang zwischen den Messwerten von Ladestrom und/oder Ladespannung einerseits und dem zugehörigen Verschmutzungsgrad andererseits zu erlernen. Optional kann eine manuelle Eingabe von Wertigkeiten hinsichtlich Kontaminationsneigung bestimmter Bauteile und Applikationsmittel (z. B. Beschichtungsmittel) erfolgen.
  • Die Auswertung von Ladestrom und/oder Ladespannung ermöglicht im Kontext der Erfindung auch die Erkennung und Unterscheidung verschiedener Betriebszustände der Applikationsvorrichtung (z. B. Beschichtungsanlage). Beispielsweise können folgende Betriebszustände der Applikationsvorrichtung erkannt und voneinander unterschieden werden:
    • • Fehlerfreier Applikations-/Beschichtungsbetrieb,
    • • Verschmutzung der Hochspannungselektrode durch Ablagerung von Applikationsmittelresten („Overspray“) an der Hochspannungselektrode,
    • • Verschmutzung des Lenkluftrings durch Ablagerung von Applikationsmittelresten („Overspray“) an dem Lenkluftring,
    • • Verschmutzung des Applikationsgeräts (z. B. Rotationszerstäuber) durch Ablagerung von Applikationsmittelresten („Overspray“) an dem Applikationsgerät, und/oder
    • • Kontaktierungsfehler zwischen der Hochspannungselektrode und einem die Hochspannungselektrode speisenden Hochspannungsgenerator.
  • In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel können die vorstehend genannten verschiedenen Betriebszustände alle erkannt und voneinander unterschieden werden. Es ist im Kontext der Erfindung jedoch auch möglich, dass nur einzelne der vorstehend genannten Betriebszustände erkannt und voneinander unterschieden werden.
  • Die vorstehend genannten verschiedenen Betriebszustände können im Kontext der Erfindung durch eine Auswertung der Messwerte von Ladestrom und/oder Ladespannung erkannt werden. So wird der fehlerfreie Applikations-/Beschichtungsbetrieb vorzugsweise erkannt, wenn folgende Bedingungen erfüllt sind:
    • • Der Ladestrom ist im Wesentlichen gleich einem vorgegebenen Sollwert und
    • • die Ladespannung variiert innerhalb eines zulässigen Spannungsbereichs zwischen einem vorgegebenen Maximalwert und einem vorgegebenen Minimalwert.
  • Die übermäßige Verschmutzung der Hochspannungselektrode wird dagegen als Betriebszustand vorzugsweise erkannt, wenn eine oder mehrere der folgenden Bedingungen erfüllt sind:
    • • Die Ladespannung steigt auf einen vorgegebenen Maximalwert,
    • • der Ladestrom fällt von einem vorgegebenen Sollwert ab, und/oder
    • • die zeitliche Ableitung der Ladespannung und/oder des Ladestroms übersteigt einen Grenzwert.
  • Die übermäßige Verschmutzung des Lenkluftrings wird dagegen als Betriebszustand vorzugsweise erkannt, wenn eine oder mehrere der folgenden Bedingungen erfüllt sind:
    • • Die Ladespannung fällt von dem vorgegebenen Maximalwert oder unterhalb dessen ab, insbesondere bis auf einen vorgegebenen Minimalwert,
    • • der Ladestrom ist im Wesentlichen gleich dem vorgegebenen Sollwert, und/oder
    • • die zeitliche Ableitung der Ladespannung und/oder des Ladestroms übersteigt einen Grenzwert.
  • Der Kontaktierungsfehler der Hochspannungselektrode wird dagegen als Betriebszustand vorzugsweise erkannt, wenn folgende Bedingungen erfüllt sind:
    • • Die Ladespannung liegt auf dem vorgegebenen Maximalwert und
    • • der Ladestrom liegt unter einem vorgegebenen Sollwert und auch unter einem vorgegebenen Minimalwert, insbesondere bei Null.
  • Darüber hinaus ermöglicht die Erfindung vorzugsweise auch die Erkennung und Unterscheidung verschiedener Kontaktierungsfehler der Hochspannungselektrode, indem die Messwerte von Ladespannung und Ladestrom ausgewertet werden. Beispielsweise können folgende Kontaktierungsfehler erkannt und voneinander unterschieden werden:
    • • Fehlende Steckverbindung eines Hochspannungskabels an dem Hochspannungsgenerator,
    • • fehlende Steckverbindung des Hochspannungskabels an der Hochspannungselektrode, und/oder
    • • teilweise bestehende Steckverbindung des Hochspannungskabels, insbesondere wenn zwar ein elektrischer Kontakt besteht, aber das Hochspannungskabel nicht vollständig gesteckt ist.
  • Die fehlende Steckverbindung des Hochspannungskabels an dem Hochspannungsgenerator kann beispielsweise erkannt werden, wenn folgende Bedingungen erfüllt sind:
    • • Die Ladespannung liegt auf dem vorgegebenen Maximalwert und
    • • der Ladestrom ist null.
  • Die fehlende Steckverbindung des Hochspannungskabels an der Hochspannungselektrode kann dagegen im Kontext der Erfindung erkannt werden, wenn folgende Bedingungen erfüllt sind:
    • • Die Ladespannung liegt auf dem vorgegebenen Maximalwert und
    • • der Ladestrom ist kleiner als der vorgegebene Sollwert des Ladestroms, insbesondere mehr als 5% kleiner.
  • Die teilweise bestehende Steckverbindung des Hochspannungskabels (z.B. wenn zwar ein elektrischer Kontakt besteht, aber das Hochspannungskabel nicht vollständig gesteckt ist) kann dagegen erkannt werden, wenn folgende Bedingungen erfüllt sind:
    • • Die Ladespannung liegt auf dem vorgegebenen Maximalwert und
    • • der Ladestrom ist kleiner als der vorgegebene Sollwert.
  • Es wurde vorstehend stichwortartig erwähnt, wie Ladespannung und Ladestrom ausgewertet werden können, wobei als Auswertungskriterium teilweise auch angegeben wurde, dass ein Messwert (z.B. Ladespannung) „im Wesentlichen“ gleich einem vorgegebenen Vergleichswert ist. Hierbei ist keine mathematisch exakte Übereinstimmung von Messwert und Vergleichswert erforderlich. Vielmehr wird eine Übereinstimmung von Messwert und Vergleichswert vorzugsweise auch dann angenommen, wenn die Abweichung zwischen Messwert und Vergleichswert relativ gering ist, wobei auch Abweichungen von 1%, 2%, 5%, 10% oder sogar 20% als Übereinstimmung akzeptiert werden können.
  • Allgemein ist auch zu erwähnen, dass die interessierende Zustandsgröße (z.B. Verschmutzungsgrad) im Kontext der Erfindung vorzugsweise nicht aus momentanen Messwerten von Ladespannung und/oder Ladestrom abgeleitet wird, sondern vielmehr aus dem zeitlichen Verlauf der Messgrößen von Ladestrom und/oder Ladespannung.
  • Weiterhin ist allgemein zu erwähnen, dass die Erfindung sowohl bei einer Außenaufladung als auch bei einer Kontaktaufladung (Direktaufladung) des Applikationsmittels einsetzbar ist. So erfolgt die elektrostatische Aufladung des applizierten Applikationsmittels bei der Außenaufladung mittels einer Außenaufladungselektrode, die den Sprühstrahl des Applikationsmittels durch lonisationsaufladung elektrostatisch auflädt. Bei der Direktaufladung (insbesondere Kontaktaufladung) ist dagegen eine Kontaktelektrode (z.B. in Form des Glockentellers) vorgesehen, die das Applikationsmittel durch einen direkten Berührungskontakt elektrostatisch auflädt.
  • Wie bereits mehrfach erwähnt, ist das Applikationsmittel vorzugsweise ein Beschichtungsmittel, insbesondere Lack.
  • Darüber hinaus ist zu erwähnen, dass die Messwerte von Ladespannung und/oder Ladestrom im Kontext der Erfindung nicht nur herangezogen werden können, um die interessierende Zustandsgröße (z.B. Verschmutzungsgrad) zu ermitteln. Vielmehr werden die Messwerte von Ladestrom und/oder Ladespannung im Kontext der Erfindung vorzugsweise auch für die an sich bekannte Hochspannungsregelung verwendet.
  • Ferner ist auch zu erwähnen, dass die Hochspannungselektrode und/oder ein die Hochspannungselektrode enthaltender Außenaufladungsring einen RFID-Transponder (RFID: radio-frequency identification) enthalten kann. Der RFID-Transponder kann dann mit einem Fehlersignal beschrieben werden, wenn die ermittelte Zustandsgröße einen Funktionsausfall oder eine Funktionsbeeinträchtigung der Hochspannungselektrode und/oder des Außenaufladungsrings zeigt und/oder wenn die Anbaukomponente eine Anbaukomponente darstellt, die an der Schnittstelle inkorrekt montiert ist oder war.
  • Es ist möglich, dass die Anbaukomponente einen RFID-Transponder aufweist, der mit einer Kennzeichnung der Anbaukomponente beschrieben ist, sodass an einer Lesestation auslesbar ist, welche Anbaukomponente an der Schnittstelle montiert ist und/oder dass die Anbaukomponente eine Anbaukomponente darstellt, die an der Schnittstelle inkorrekt oder nicht montiert ist oder war.
  • Die Anbaukomponente, insbesondere der Außenaufladungsring, kann zweckmäßig eine oder mehrere Hochspannungselektrode aufweisen, um das Applikationsmittel elektrostatisch aufzuladen. Hierzu kann zweckmäßig an dem Applikationsgerät (z.B. Rotationszerstäuber) ein Außenaufladungsring angeordnet sein, der eine oder mehrere Außenelektroden enthält, um das abgesprühte Applikationsmittel durch Ionisationsaufladung elektrostatisch aufzuladen.
  • Das Applikationsgerät wird vorzugsweise von einem Roboter geführt, wie es an sich aus dem Stand der Technik bekannt ist. Der Roboter ist vorzugsweise ein mehrachsiger Applikationsroboter.
  • Weiterhin kann die Applikationsvorrichtung einen Hochspannungsgenerator zur Lieferung einer Ladespannung an die Hochspannungselektrode umfassen.
  • Darüber hinaus kann die Steuerungsvorrichtung vorzugsweise eine Auswertungseinheit umfassen. Die Auswertungseinheit dient vorzugsweise zur Erfassung der Ladespannung und/oder des Ladestroms.
  • Die Steuerungsvorrichtung und die Auswertungseinheit können z. B. zweckmäßig miteinander verbunden sein. Die Auswertungseinheit kann z. B. in die Steuerungsvorrichtung funktional und/oder räumlich integriert sein oder funktional und/oder räumlich von der Steuerungsvorrichtung separiert sein.
  • Die Auswertungseinheit kann im Kontext der Erfindung beispielsweise Teil der Steuerungsvorrichtung sein.
  • Es ist möglich, dass beispielsweise zumindest eine, mehrere oder alle Funktionen der Auswertungseinheit durch die Steuerungsvorrichtung realisiert werden können.
  • Die Steuerungsvorrichtung, insbesondere die Auswertungseinheit, kann vorzugsweise eingerichtet sein zur Erfassung und/oder Auswertung der Ladespannung und/oder des Ladestroms.
  • Die Steuerungsvorrichtung, beispielsweise die Auswertungseinheit, kann im Betrieb das Betriebsverfahren wie hierin offenbart ausführen. Hierzu kann in der Steuerungsvorrichtung, beispielsweise in der Auswertungseinheit, ein Steuerprogramm abgespeichert sein, das bei einer Ausführung auf einem Rechner der Steuerungsvorrichtung das Betriebsverfahren wie hierin offenbart ausführt.
  • Darüber hinaus kann die Applikationsvorrichtung eine Kamera aufweisen, um ein Bild des Applikationsgeräts und/oder der Hochspannungselektrode aufzunehmen, damit daraus dann der Verschmutzungsgrad abgeleitet werden kann. Dies ermöglicht das vorstehend bereits erwähnte Trainieren des Maschinelles-Lernen-Algorithmus, der dann aus den Messwerten von Ladespannung und/oder Ladestrom den Verschmutzungsgrad ableiten kann.
  • Weiterhin kann die Applikationsvorrichtung eine Reinigungsvorrichtung aufweisen, um das Applikationsgerät und/oder den Außenaufladungsring oder die Hochspannungselektrode zu reinigen.
  • Ferner kann die Applikationsvorrichtung auch eine Anzeige aufweisen, um einen Hinweis auf den Verschmutzungsgrad anzuzeigen.
  • Zu erwähnen ist, dass im Kontext der Erfindung die Überprüfung und/oder Feststellung, ob die Anbaukomponente an der Schnittstelle korrekt montiert ist oder inkorrekt montiert ist oder gar nicht montiert ist, zweckmäßig durch die Steuerungsvorrichtung und/oder die Messvorrichtung (z. B. Druckmessvorrichtung und/oder zumindest ein Sensor) durchgeführt werden kann.
  • Eine nicht montierte Anbaukomponente entspricht insbesondere einer fehlenden Anbaukomponente.
  • Die Offenbarung zum Betriebsverfahren gilt entsprechend ebenso für die Applikationsvorrichtung und umgekehrt.
  • Die zuvor beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele und Merkmale der Erfindung können zweckmäßig miteinander kombiniert werden. Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart oder ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Figuren.
    • 1 zeigt eine vereinfachte schematische Darstellung einer Applikationsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, insbesondere einer Lackieranlage zur Lackierung von Kraftfahrzeugkarosseriebauteilen und/oder Anbauteilen hierfür.
    • 2 zeigt eine schematische Darstellung einer Kamerakabine zur Aufnahme eines Kamerabildes eines Applikationsgeräts zur Ermittlung des tatsächlichen Verschmutzungsgrads.
    • 3 zeigt eine Darstellung eines Applikationsgeräts mit einem Außenaufladungsring zur Verdeutlichung des unterschiedlichen Verschmutzungsgrads der Außenelektroden.
    • 4A zeigt den zeitlichen Verlauf von Ladespannung und Ladestrom bei einem fehlerfreien Betrieb.
    • 4B zeigt ein Flussdiagramm zur Erkennung des fehlerfreien Betriebs durch eine Auswertung von Ladestrom und Ladespannung.
    • 5A zeigt den zeitlichen Verlauf von Ladespannung und Ladestrom bei einer schnellen Elektrodenverschmutzung.
    • 5B zeigt ein Flussdiagramm zur Verdeutlichung der Auswertung von Ladestrom und Ladespannung zur Erkennung der schnellen Elektronenverschmutzung.
    • 6A zeigt den zeitlichen Verlauf von Ladespannung und Ladestrom bei einer fortschreitenden Elektrodenverschmutzung.
    • 6B zeigt ein Flussdiagramm zur Verdeutlichung der Auswertung von Ladestrom und Ladespannung bei einer fortschreitenden Elektrodenverschmutzung.
    • 7A zeigt den zeitlichen Verlauf von Ladespannung und Ladestrom bei einer zunehmenden Tubusverschmutzung.
    • 7B zeigt ein Flussdiagramm zur Verdeutlichung der Auswertung von Ladestrom und Ladespannung zur Erkennung der zunehmenden Tubusverschmutzung.
    • 8A zeigt den zeitlichen Verlauf von Ladestrom und Ladespannung bei einer fortschreitenden Tubusverschmutzung.
    • 8B zeigt ein Flussdiagramm zur Verdeutlichung der Auswertung von Ladespannung und Ladestrom zur Erkennung der fortschreitenden Tubusverschmutzung.
    • 9A zeigt den zeitlichen Verlauf von Ladespannung und Ladestrom bei einem Kontaktierungsfehler des Hochspannungskabels.
    • 9B zeigt ein Flussdiagramm zur Verdeutlichung der Auswertung von Ladestrom und Ladespannung zur Erkennung des Kontaktierungsfehlers des Hochspannungskabels.
    • 10 zeigt ein Flussdiagramm zur Verdeutlichung des Trainierens des Maschinelles-Lernen-Algorithmus anhand eines Kamerabildes zur Verbesserung der Schätzwerte des Verschmutzungsgrads.
    • 11 zeigt ein Flussdiagramm zur Verdeutlichung des Schätzens des Verschmutzungsgrads durch den Maschinelles-Lernen-Algorithmus.
    • 12 zeigt ein Flussdiagramm zur Verdeutlichung der maschinellen und manuellen Reinigung in Abhängigkeit von dem ermittelten Verschmutzungsgrad.
    • 13 zeigt schematisch eine Applikationsvorrichtung für ein Betriebsverfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, mit korrekt montierter Anbaukomponente.
    • 14 zeigt schematisch die Applikationsvorrichtung der 13, mit inkorrekt montierter Anbaukomponente.
    • 15 zeigt schematisch eine Applikationsvorrichtung für ein Betriebsverfahren gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung.
    • 16 zeigt ein Flussdiagramm gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • Im Folgenden wird zunächst ein Ausführungsbeispiel einer Applikationsvorrichtung gemäß 1 beschrieben. Die Applikationsvorrichtung ist beispielhaft als Lackieranlage ausgeführt und wird nachfolgend auch beispielhaft als Lackieranlage bezeichnet. Zu erwähnen ist aber, dass es sich bei der Applikationsvorrichtung nicht zwingend um eine Lackier-/Beschichtungsanlage mit allen in 1 gezeigten Vorrichtungen handeln muss. Die unter Bezugnahme auf die 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 bis 12 beschriebenen Ausführungsbeispiele können zweckmäßig mit den unter Bezugnahme auf die 13, 14, 15 bis 16 beschriebenen Ausführungsbeispielen kombiniert werden.
  • Die Lackieranlage weist eine insbesondere elektronische Steuerungsvorrichtung 1 auf, die den Betrieb der Lackieranlage steuert. Die Steuerungsvorrichtung 1 ist hierbei beispielhaft als eine einzige Komponente dargestellt. In der Praxis können die Steuerungsaufgaben jedoch auf verschiedene Steuerungskomponenten verteilt sein, die den einzelnen Komponenten der Lackieranlage zugeordnet sind, die nachfolgend noch beschrieben werden. Eine Auswertungseinheit 7 kann beispielsweise Teil der Steuerungsvorrichtung 1 sein.
  • Weiterhin umfasst die Lackieranlage einen Roboter 2 (z. B. Lackierroboter), der in einer Lackierkabine angeordnet ist und als Applikationsgerät 3 beispielhaft einen Rotationszerstäuber führt, wie es an sich aus dem Stand der Technik bekannt ist. Der Rotationszerstäuber 3 dient zur Applikation eines Applikationsmittels auf ein Bauteil 100 (z. B. 13). Das Applikationsmittel ist vorzugsweise ein Beschichtungsmittel, insbesondere Lack. Zur Vereinfachung ist in 1 nur der Roboter 2 mit dem Applikationsgerät 3 dargestellt. In der Praxis können sich jedoch in der Lackierkabine beispielsweise mehrere solche Roboter 2 mit jeweils einem Applikationsgerät 3 befinden.
  • Darüber hinaus weist die Lackieranlage eine maschinelle Reinigungsvorrichtung 4 auf, die auch als „Cleaner“ bezeichnet wird und beispielsweise innerhalb der Lackierkabine angeordnet sein kann. Für einen maschinellen Reinigungsprozess führt der Roboter 2 dann das Applikationsgerät 3 in die Reinigungsvorrichtung 4 ein, wo das Applikationsgerät 3 dann gereinigt werden kann.
  • Das Applikationsgerät 3 weist eine Anbaukomponente 5 auf, wobei die Anbaukomponente 5 lösbar an einer Schnittstelle 20 des Applikationsgeräts 3 montiert ist (z. B. 2). Die Anbaukomponente 5 kann vorzugsweise automatisiert, robotergestützt an die Schnittstelle 20 montiert werden und automatisiert, robotergestützt von der Schnittstelle 20 demontiert werden.
  • Die Anbaukomponente 5 ist beispielhaft als Außenaufladungsring zur elektrostatischen Lackaufladung ausgeführt. Beispielsweise kann der Außenaufladungsring 5 eine oder mehrere, vorzugsweise fingerförmige Außenelektroden aufweisen, die zweckmäßig fingerförmig von dem Außenaufladungsring 5 abstehen, um den Sprühstrahl des von dem Applikationsgerät 3 abgegebenen Lacks elektrostatisch aufzuladen.
  • Die Ladespannung zur Aufladung der Außenelektroden des Außenaufladungsrings 5 wird hierbei von einem Hochspannungsgenerator 6 bereitgestellt.
  • Darüber hinaus weist die Lackieranlage eine Auswertungseinheit 7 auf, die die Ladespannung und/oder den Ladestrom der elektrostatischen Lackaufladung ermittelt und mittels eines Maschinelles-Lernen-Algorithmus daraus den Verschmutzungsgrad des Applikationsgeräts 3 und des Außenaufladungsrings 5 schätzt. Darüber hinaus kann der Maschinelles-Lernen-Algorithmus durch eine Auswertung von Ladespannung und Ladestrom auch verschiedene Betriebszustände der Lackieranlage erkennen und voneinander unterscheiden, wie später noch detailliert beschrieben wird.
  • Die Auswertungseinheit 7 kann im Kontext der Erfindung zweckmäßig Teil der Steuerungsvorrichtung 1 sein, sodass vorzugsweise eine, mehrere oder alle Funktionen der Auswertungseinheit 7 insbesondere auch durch die Steuerungsvorrichtung 1 realisiert werden können.
  • Ferner weist die Lackieranlage eine Kamera 8 auf, die ein Kamerabild des Applikationsgeräts 3 und des Außenaufladungsrings 5 aufnehmen kann, um daraus den Verschmutzungsgrad abzuleiten. Der so ermittelte tatsächliche Verschmutzungsgrad kann dann auch der Auswertungseinheit 7 zugeführt werden, damit der Maschinelles-Lernen-Algorithmus entsprechend trainiert werden kann, um die Schätzung des Verschmutzungsgrads aus den Messwerten von Ladespannung und Ladestrom zu verbessern.
  • Schließlich weist die Lackieranlage eine Anzeige 9 auf, um beispielsweise den Betriebszustand der Lackieranlage und den Verschmutzungsgrad des Applikationsgeräts 3 und/oder des Außenaufladungsrings 5 anzuzeigen.
  • 2 zeigt eine vereinfachte schematische Darstellung einer Kamerakabine 10 zur Aufnahme des Kamerabildes des Applikationsgeräts 3 mittels der Kamera 8. Derartige Kabinen („Cubicles“) sind beispielsweise auch in WO 2023/110511 A1 beschrieben, so dass der Inhalt dieser früheren Patentanmeldung der vorliegenden Beschreibung hinsichtlich der Gestaltung der Kamerakabine 10 in vollem Umfang zuzurechnen ist. Zur Aufnahme eines Kamerabildes führt der Roboter 2 das Applikationsgerät 3 durch eine Einführöffnung 11 in die Kamerakabine 10 ein und zwar in das Sichtfeld der Kamera 8. Die Kamera 8 ist hierbei auf das Applikationsgerät 3 gerichtet und nimmt dann ein Kamerabild des Applikationsgeräts 3 mit dem Außenaufladungsring 5 auf, um den Verschmutzungsgrad ermitteln zu können.
  • Aus der Zeichnung ist auch ersichtlich, dass der Außenaufladungsring 5 mehrere fingerförmige Außenelektroden, insbesondere Hochspannungselektroden, 12 aufweist, die über den Umfang des Außenaufladungsrings 5 verteilt angeordnet sind und z. B. fingerförmig nach vorne abstehen können.
  • Weiterhin zeigt die Zeichnung, dass das Applikationsgerät 3 einen Glockenteller 13 trägt, der im Betrieb um eine Rotationsachse 14 rotiert, wobei die Rotationsachse 14 mit der Strahlachse des von dem Applikationsgerät 3 abgegebenen Sprühstrahls zusammenfällt.
  • 3 zeigt ein Bild des verschmutzten Applikationsgeräts 3, wie es von der Kamera 8 aufgenommen wird. Die unterschiedliche Verschmutzung der Außenelektroden 12 ist hierbei durch unterschiedlich dunkle Schraffuren dargestellt. Die Kamera 8 kann diese unterschiedliche Verschmutzung der Außenelektroden 12 erkennen, was ein Trainieren des Maschinelles-Lernen-Algorithmus ermöglicht, damit die Schätzung des Verschmutzungsgrads aus den Messwerten von Ladespannung und Ladestrom verbessert wird.
  • 4A zeigt den zeitlichen Verlauf von Ladespannung U und Ladestrom I im fehlerfreien Betrieb. Hierbei steigt der gestrichelt dargestellte Ladestrom I auf einen vorgegebenen Sollwert ISOLL an und verbleibt dann auf diesem Sollwert ISOLL. Die Ladespannung U steigt ebenfalls an und schwankt dann in einem zulässigen Spannungsbereich zwischen einem vorgegebenen Maximalwert UMAX und einem vorgegebenen Minimalwert UMIN.
  • 4B zeigt ein Flussdiagramm zur Verdeutlichung der Erkennung des in 4A dargestellten fehlerfreien Betriebs. So wird ein fehlerfreier Betrieb erkannt, wenn der Ladestrom I im Wesentlichen konstant gleich dem vorgegebenen Sollwert ISOLL ist, während die Ladespannung U zwischen dem vorgegebenen Maximalwert UMAX und dem vorgegebenen Minimalwert UMIN schwankt.
  • 5A zeigt den zeitlichen Verlauf von Ladespannung U und Ladestrom I bei einer schnellen Elektrodenverschmutzung. Hierbei steigt der Ladestrom I zunächst wieder auf den vorgegebenen Sollwert ISOLL an, während die Ladespannung U in dem zulässigen Spannungsbereich zwischen dem vorgegebenen Maximalwert UMAX und dem vorgegebenen Minimalwert UMIN liegt. Der Ladestrom I bricht dann jedoch von dem vorgegebenen Sollwert ISOLL ein, während die Ladespannung U bis auf den vorgegebenen Maximalwert UMAX ansteigt.
  • 5B zeigt ein Flussdiagramm zur Erkennung der 5A dargestellten schnellen Elektrodenverschmutzung. So wird die schnelle Elektrodenverschmutzung erkannt, wenn der Ladestrom I zunächst im Wesentlichen gleich dem vorgegebenen Sollwert ISOLL ist und die Ladespannung U innerhalb des zulässigen Spannungsbereichs ansteigt. Darüber hinaus kann als Kriterium zur Erkennung einer schnellen Elektrodenverschmutzung auch berücksichtigt werden, dass die zeitliche Ableitung der Ladespannung U und/oder des Ladestroms I einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet.
  • 6A zeigt den zeitlichen Verlauf von Ladestrom I und Ladespannung U bei einer fortschreitenden Elektrodenverschmutzung. Hierbei steigt der Ladestrom I nicht bis auf den vorgegebenen Sollwert ISOLL an, sondern fällt nach Überschreiten eines vorgegebenen Minimalwerts IMIN wieder ab. Währenddessen liegt die Ladespannung U dagegen konstant auf dem vorgegebenen Maximalwert UMAX.
  • 6B zeigt ein Flussdiagramm zur Erkennung der in 6A gezeigten fortschreitenden Elektrodenverschmutzung. So wird eine fortschreitende Elektrodenverschmutzung angenommen, wenn die Ladespannung U im Wesentlichen gleich dem vorgegebenen Maximalwert UMAX ist, während der Ladestrom I kleiner ist als der vorgegebene ISOLL und fallend ist. Darüber hinaus kann als Kriterium zur Erkennung einer fortschreitenden Elektrodenverschmutzung auch berücksichtigt werden, dass die zeitliche Ableitung der Ladespannung U und/oder des Ladestroms I einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet.
  • 7A zeigt den zeitlichen Verlauf von Ladestrom I und Ladespannung bei einer zunehmenden Tubusverschmutzung, d.h. bei einer zunehmenden Verschmutzung des Tubus (vorderer Gehäuseabschnitt) des Applikationsgeräts.3 Die zunehmende Tubusverschmutzung zeichnet sich dadurch aus, dass die Ladespannung U zunächst auf den vorgegebenen Maximalwert UMAX oder darunter ansteigt, während der Ladestrom I zunächst nur den vorgegebenen Minimalwert IMIN überschreitet, aber den vorgegebenen Sollwert ISOLL zunächst nicht erreicht oder erreicht. Dann fällt jedoch die Ladespannung U von dem vorgegebenen Maximalwert UMAX oder darunter ab.
  • 7B zeigt ein Flussdiagramm zur Verdeutlichung der Erkennung der zunehmenden Tubusverschmutzung gemäß 7A. So wird die zunehmende Tubusverschmutzung angenommen, wenn die Ladespannung U zunächst im Wesentlichen gleich dem vorgegebenen Maximalwert UMAX oder darunter ist, während der Ladestrom I kleiner als der vorgegebene Sollwert ISOLL ist, aber ansteigt. Bei reiner Tubusverschmutzung fällt die Spannung U dann aber ab. Darüber hinaus kann als Kriterium zur Erkennung einer zunehmenden Tubusverschmutzung auch berücksichtigt werden, dass die zeitliche Ableitung der Ladespannung U und/oder des Ladestroms I einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet.
  • 8A zeigt den zeitlichen Verlauf von Ladespannung U und Ladestrom I bei einer fortschreitenden Tubusverschmutzung. Dabei steigt der Ladestrom I auf den vorgegebenen Sollwert ISOLL an und verbleibt dann relativ konstant auf diesem Wert. Die Ladespannung U überschreitet hierbei zunächst den vorgegebenen Minimalwert UMIN und fällt dann jedoch relativ linear bis auf den vorgegebenen Minimalwert UMIN ab.
  • 8B zeigt ein Flussdiagramm zur Verdeutlichung der Erkennung der in 8A dargestellten fortschreitenden Tubusverschmutzung. So wird die fortschreitenden Tubusverschmutzung als Betriebszustand angenommen, wenn die Ladespannung U in dem zulässigen Spannungsbereich liegt, aber fallend ist, während der Ladestrom I relativ konstant auf dem vorgegebenen Sollwert ISOLL liegt. Darüber hinaus kann als Kriterium zur Erkennung einer fortschreitenden Tubusverschmutzung auch berücksichtigt werden, dass die zeitliche Ableitung der Ladespannung U und/oder des Ladestroms I einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet.
  • 9A zeigt den zeitlichen Verlauf von Ladespannung U und Ladestrom I bei einem Kontaktierungsfehler des Hochspannungskabels, das den Außenaufladungsring 5 mit Hochspannung speist.
  • Hierbei steigt die Ladespannung U auf den vorgegebenen Maximalwert UMAX an, während der Ladestrom I nahezu bei null verbleibt.
  • 9B zeigt ein Flussdiagramm zur Verdeutlichung der Erkennung des in 9A gezeigten Kontaktierungsfehlers. So wird ein Kontaktierungsfehler des Hochspannungskabels angenommen, wenn die Ladespannung U im Wesentlichen auf dem vorgegebenen Maximalwert UMAX liegt, während der Ladestrom I im Wesentlichen bei null verbleibt.
  • 10 zeigt ein Flussdiagramm zur Verdeutlichung des Trainierens des Maschinelles-Lernen-Algorithmus.
  • So erfolgt in einem ersten Schritt S1 zunächst die Messung von Ladestrom I und Ladespannung U.
  • Darüber hinaus wird in einem Schritt S2 ein Kamerabild des Applikationsgeräts mit dem Außenaufladungsring aufgenommen, um den Verschmutzungsgrad ableiten zu können.
  • Im nächsten Schritt S3 wird dann der Maschinelles-Lernen-Algorithmus anhand des Kamerabildes und der Messwerte von Ladestrom und Ladespannung trainiert.
  • 11 zeigt ein Flussdiagramm zur Verdeutlichung der Schätzung des Verschmutzungsgrads des Applikationsgeräts und des Außenaufladungsrings durch eine Auswertung von Ladestrom I und Ladespannung U. Hierbei werden in einem ersten Schritt S1 der Ladestrom I und die Ladespannung U gemessen. Im nächsten Schritt S2 schätzt dann der zuvor trainierte Maschinelles-Lernen Algorithmus anhand der Messwerte von Ladestrom I und Ladespannung U den Verschmutzungsgrad.
  • 12 zeigt ein Flussdiagramm zur Verdeutlichung des Reinigungsprozesses in Abhängigkeit von dem Verschmutzungsgrad.
  • In einem ersten Schritt S1 erfolgt hierbei wieder eine Messung von Ladestrom und Ladespannung.
  • Im nächsten Schritt S2 schätzt der Maschinelles-Lernen-Algorithmus dann anhand der Messwerte von Ladestrom und Ladespannung den Verschmutzungsgrad.
  • Im nächsten Schritt S3 wird dann geprüft, ob der Verschmutzungsgrad zu groß ist. Falls dies nicht der Fall ist, so wird mit dem normalen Lackierbetrieb fortgefahren.
  • Andernfalls erfolgt dann in einem Schritt S4 ein maschinelles Reinigen des Applikationsgeräts 3 in einem Reinigungsgerät, wie es an sich aus dem Stand der Technik bekannt ist.
  • Nach dem maschinellen Reinigen des Applikationsgeräts in dem Reinigungsgerät erfolgt dann wieder eine Messung von Ladestrom I und Ladespannung U.
  • Im nächsten Schritt S6 schätzt der Maschinelles-Lernen-Algorithmus dann wieder anhand der Messwerte von Ladestrom und Ladespannung den Verschmutzungsgrad.
  • Im nächsten Schritt S7 wird dann wieder geprüft, ob der Verschmutzungsgrad trotz der vorangegangenen maschinellen Reinigung zu groß ist. Falls die maschinelle Reinigung den Verschmutzungsgrad hinreichend weit abgesenkt hat, so wird mit dem normalen Lackierbetrieb fortgefahren.
  • Andernfalls erfolgt dagegen in einem Schritt S8 eine Handreinigung des Applikationsgeräts.
  • Vorteile sind insbesondere:
    • In einer Applikations-/Lackieranlage können Fehler verhindert und Schäden vermieden werden, welche durch Fehler des Bedienungspersonals entstehen könnten.
    • Darüber hinaus kann die Lackierzeit verlängert werden, indem die Reinigung herausgezögert werden kann. Durch die Auswertung der Hochspannungsdaten kann ausgesteuert werden, dass eine Produktionsunterbrechung zur Reinigung nur dann erfolgt, wenn dies auch zwingend nötig ist.
    • Darüber hinaus kann eine effiziente Lackierung ermöglicht werden, was die Wirtschaftlichkeit, Nachhaltigkeit und Standzeit der Lackieranlage und aller Komponenten erhöht.
    • Schließlich können durch die Einsparung von Reinigungsmitteln die Nachhaltigkeit verbessert und die Kosten reduziert werden.
  • 13 zeigt schematisch eine Applikationsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • Die Applikationsvorrichtung umfasst ein Applikationsgerät 3 zur Applikation eines Applikationsmittels (z. B. ein Beschichtungsmittel, insbesondere Lack) auf ein Bauteil 100. Das Bauteil 100 ist vorzugsweise ein Kraftfahrzeugkarosseriebauteil und/oder ein Anbauteil hierfür. Das Applikationsgerät 3 ist beispielsweise ein Rotationszerstäuber, der aufgebaut sein kann, wie vorstehend beschrieben.
  • Das Applikationsgerät 3 umfasst eine Schnittstelle 20, an der eine Anbaukomponente 5 montierbar ist. Die Anbaukomponente 5 ist vorzugsweise ein Außenaufladungsring, der aufgebaut sein kann, wie vorstehend beschrieben. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann ein Austausch, vorzugsweise ein automatisierter, beispielsweise robotergestützter Austausch, der Anbaukomponente 5 durch eine andere (z. B. baugleiche oder andersartige) Anbaukomponente erfolgen.
  • In 13 ist die Anbaukomponente 5 korrekt an der Schnittstelle 20 montiert. In 14 ist die Anbaukomponente 5 an der Schnittstelle 20 inkorrekt montiert. In 14 ist die Anbaukomponente 5 nur sehr schematisch als Strichlinie dargestellt.
  • Eine Besonderheit ist, dass die Steuerungsvorrichtung 1 eingerichtet ist, um basierend auf zumindest einem Mess- und/oder Überprüfungswert einer Messvorrichtung 30 automatisch zu überprüfen und/oder festzustellen, ob die Anbaukomponente 5 an der Schnittstelle 20 korrekt oder inkorrekt montiert ist (z. B. nicht fest und/oder in falscher Ausrichtung, insbesondere schief) oder gar nicht montiert ist und somit insbesondere fehlt.
  • Die Steuerungsvorrichtung 1 ist eingerichtet, um die Überprüfung und/oder Feststellung zeitlich vor einem Applikationsvorgang mittels des Applikationsgeräts 3 und/oder zeitlich vor Aktivierung der Anbaukomponente 5, also insbesondere zeitlich vor Anschalten der Hochspannung der Hochspannungselektrode 12, durchzuführen. Vorteilhaft wird der Applikationsvorgang und/oder die Aktivierung der Anbaukomponente 5 nur ausgeführt, wenn eine korrekt montierte Anbaukomponente 5 festgestellt wird. Eine inkorrekt montierte oder fehlende Anbaukomponente 5 kann vorteilhaft frühzeitig erkannt werden. Mögliche Betriebs- und/oder Produktionsunterbrechungen, die durch eine inkorrekt montierte oder fehlende Anbaukomponente 5 verursacht werden würden, können somit vorteilhaft zeitlich verkürzt werden. Vorteilhaft daran ist insbesondere auch, dass die Überprüfung und/oder Feststellung einen unmittelbaren Rückschluss auf eine inkorrekt montierte oder fehlende Anbaukomponente 5 erlaubt.
  • Im Ausführungsbeispiel der 13 und 14 ist die Messvorrichtung 30 eine Druckmessvorrichtung zur Überprüfung und/oder Messung zumindest eines pneumatischen Signals S, wobei das pneumatische Signal S nur schematisch angedeutet ist. Das pneumatische Signal S umfasst einen pneumatischen Druck (z. B. Staudruck) und/oder eine pneumatische Druckveränderung (z. B. des Staudrucks), wobei das pneumatische Signal S und somit der pneumatische Druck und/oder die pneumatische Druckveränderung mittels der Druckmessvorrichtung 30 überprüft und/oder gemessen werden kann.
  • Das Applikationsgerät 3 umfasst ein Leitungssystem C0, C1, C2 für das zumindest eine pneumatische Signal S, wobei das pneumatische Signal S mittels des Leitungssystems C0, C1, C2 zu der Schnittstelle 20 geleitet wird. Die Druckmessvorrichtung 30 ist mit dem Leitungssystem C0, C1, C2 insbesondere pneumatisch verbunden.
  • Das Leitungssystem C0, C1, C2 weist einen ersten Kanal C1 und zumindest einen weiteren zweiten Kanal C2 auf, wobei der erste Kanal C1 und der zweite Kanal C2 oder allgemein das Leitungssystem C0, C1, C2 in der Schnittstelle 20 münden.
  • Vorzugsweise münden der erste Kanal C1 und der zweite Kanal C2 über jeweils zumindest eine Mündungsöffnung O1, O2 in der Schnittstelle 20, wobei die Mündungsöffnungen O1, O2 durch eine, insbesondere korrekt montierte, Anbaukomponente 5 schließbar sind, sodass das zumindest eine pneumatische Signal S nicht aus den Mündungsöffnungen O1, O2 entweichen kann.
  • Eine korrekt montierte Anbaukomponente 5 kann somit als Abdichtung für die Mündungsöffnungen O1, O2 und/oder für das pneumatische Signal S dienen.
  • Der erste Kanal C1 und der zweite Kanal C2 zweigen von einem gemeinsamen Kanal C0 ab, sodass das pneumatische Signal S in den ersten Kanal C1 und den zweiten Kanal C2 aufgeteilt werden kann.
  • Die Druckmessvorrichtung 30 ist vorzugsweise an den gemeinsamen Kanal CO angeschlossen.
  • Auch kann eine Druckerzeugungsvorrichtung 40 (z. B. ein Kompressor) vorzugsweise an den gemeinsamen Kanal CO angeschlossen sein. Die Druckerzeugungsvorrichtung 40 dient insbesondere zur Erzeugung eines Netzdrucks, zur Versorgung des Applikationsgeräts mit Druckluft (z. B. zur Schaltung von Ventilen und/oder zur Erzeugung einer Lenkluftströmung) und/oder zur Erzeugung des zumindest einen pneumatischen Signal S.
  • Das pneumatische Signal S kann mittels der Anbaukomponente 5 aufgestaut werden und vorzugsweise einen Staudruck erzeugen. Der Staudruck kann im Leitungssystem CO, C1, C2 erzeugt werden, insbesondere zwischen der Anbaukomponente 5 und der Druckmessvorrichtung 30 und/oder der Druckerzeugungsvorrichtung 40.
  • Das pneumatische Signal S (insbesondere der Staudruck) kann vorzugsweise nur dann in in Wesentlichem vollem Umfang an der Druckmessvorrichtung 30 anliegen und zweckmäßig gemessen werden, wenn die Anbaukomponente 5 korrekt montiert ist, wobei das pneumatische Signal S zumindest teilweise über die Schnittstelle 20 entweichen kann, wenn die Anbaukomponente 5 inkorrekt oder gar nicht montiert ist.
  • Die Schnittstelle 20 ist somit mittels der Anbaukomponente 5 für das pneumatische Signal S im Wesentlichen pneumatisch dicht, wenn die Anbaukomponente 5 korrekt montiert ist (13).
  • Die Schnittstelle 20 ist hingegen für das pneumatische Signal S pneumatisch undicht, wenn die Anbaukomponente 5 inkorrekt montiert oder gar nicht montiert ist, sodass das zumindest eine pneumatische Signal S über die Schnittstelle 20 zumindest teilweise nach außen entweichen kann (14).
  • Somit kann mittels der Druckmessvorrichtung 30 ein im Wesentlichen konstanter Druck (insbesondere Staudruck) detektiert werden, wenn die Anbaukomponente 5 korrekt montiert ist, und ein reduzierter Druck (z. B. ein Druckabfall) detektiert werden, wenn die Anbaukomponente 5 inkorrekt montiert ist oder gar nicht moniert ist.
  • Hieraus folgt, dass bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung das zumindest eine pneumatische Signal S (z. B. Gas, insbesondere Luft) über das Leitungssystem C0, C1, C2 zu der Schnittstelle 20 geleitet werden kann. An der Schnittstelle 20 kann ein Staudruck erzeugt werden, der mittels der Druckmessvorrichtung 30 gemessen und/oder überprüft werden kann. Ein Druckabfall des Staudrucks ist sehr gering oder im Wesentlichen 0, wenn die Anbaukomponente 5 korrekt montiert ist. Ein Druckabfall des Staudrucks ist allerdings hoch, wenn die Anbaukomponente 5 inkorrekt montiert ist oder gar nicht montiert ist.
  • Die Abfrage dieses Signals kann vorzugsweise in der Steuerungsvorrichtung 1 erfolgen. Der Prüfdruck liegt beispielsweise zwischen 1 und 8 bar, wobei der Prüfdruck vorzugsweise dem ohnehin vorhandenen Netzdruck entsprechen kann.
  • Bei nicht montierter Anbaukomponente 5 bläst das pneumatische Signal S ins Freie (zweckmäßig abschaltbar).
  • Bei korrekt montierter Anbaukomponente 5 kann sich ein Staudruck aufbauen, der signalisiert, dass die Anbaukomponente 5 vorhanden ist. Auch beim Abschalten eines Hauptventils (z. B. Not-Halt) bleibt durch ein Normal-Open-Ventil der Signalstatus für die Steuerung vorzugsweise erhalten, was vorteilhaft für einen Neustart sein kann. Das Normal-Open-Ventil kann beispielsweise so eingerichtet sein, dass immer Druck auf der Schnittstelle 20 ist und vorzugsweise eine Rückmeldung auf einem Drucksensor vorhanden ist. Wenn das Applikationsgerät 3 beispielsweise entfernt wird, kann das Normal-Open-Ventil vorzugsweise manuell angesteuert werden, damit es aus einer Flanschplatte nicht herausbläst.
  • 15 zeigt schematisch eine Applikationsvorrichtung gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung. In 15 ist eine Anbaukomponente 5 korrekt an der Schnittstelle 20 des Applikationsgeräts 3 montiert.
  • Eine Besonderheit ist, dass die Messvorrichtung X1, X2 beispielhaft zwei Sensoren X1 und X2 umfasst, wobei im Kontext der Erfindung auch mehr oder weniger als zwei Sensoren möglich sind.
  • Die Sensoren X1, X2 können an oder zumindest abschnittsweise in dem Applikationsgerät 3 montiert sein und insbesondere eingerichtet sein, um die Anbaukomponente 5 (zweckmäßig mittelbar oder unmittelbar) zu detektieren. Vorzugsweise sind die Sensoren X1, X2 gegenüber der Schnittstelle 20 angeordnet. Die Sensoren X1, X2 können zumindest einen elektrischen, mechanischen und/oder magnetisch-induktiven Sensor umfassen. Beispielsweise können die Sensoren X1, X2 aber auch außerhalb des Applikationsgeräts 3 angeordnet sein, z. B. an einem Roboter oder außerhalb einer Lackierkabine.
  • Die Steuerungsvorrichtung 1 kann mit der Messvorrichtung 30, X1, X2 zweckmäßig verbunden sein.
  • 16 zeigt ein Flussdiagramm gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • In einem Schritt S10 wird eine Anbaukomponente 5 an eine Schnittstelle 20 eines Applikationsgeräts 3 montiert.
  • In einem Schritt S11 erfolgt eine Überprüfung und/oder Feststellung, ob die Anbaukomponente 5 an der Schnittstelle 20 korrekt montiert ist oder nicht korrekt montiert ist oder gar nicht montiert ist. Zu diesem Zweck kann zumindest ein Mess- und/oder Überprüfungswert der Messvorrichtung 30, X1, X2 zweckmäßig durch die Steuerungsvorrichtung 1 abgefragt, ausgewertet und/oder weiterverarbeitet werden. Die Überprüfung und/oder Feststellung, ob die Anbaukomponente 5 an der Schnittstelle 20 korrekt montiert ist oder inkorrekt montiert ist oder gar nicht montiert ist, kann im Kontext der Erfindung zweckmäßig durch die Steuerungsvorrichtung 1 und/oder die Messvorrichtung 30, X1, X2 durchgeführt werden.
  • Wird festgestellt, dass die Anbaukomponente 5 korrekt montiert ist, so kann die Steuerungsvorrichtung 1 den Arbeitsprozess zur Applikation des Applikationsmittels auf das Bauteil 100 in einem Schritt S12 wie gewünscht fortführen. Beispielsweise kann die Anbaukomponente 5, die vorzugsweise ein Außenaufladungsring ist, aktiviert werden und/oder ein Applikationsvorgang mittels des Applikationsgeräts 3 aktiviert werden. Alternativ oder ergänzend kann ein das Applikationsgerät 3 tragender Roboter 2 in Bewegung gesetzt werden.
  • Wird festgestellt, dass die Anbaukomponente 5 inkorrekt montiert ist, erfolgt in einem Schritt S13 eine Unterbrechung des Arbeitsprozesses zur Applikation des Applikationsmittels auf das Bauteil 100. Insbesondere erfolgt eine Demontage der Anbaukomponente 5 und eine erneute Montage der Anbaukomponente 5 oder einer anderen (baugleichen oder andersartigen) Anbaukomponente an der Schnittstelle 20. In der Folge kann dann das Prozedere wie zuvor erläutert ausgeführt werden. Wird festgestellt, dass die Anbaukomponente 5 gar nicht montiert ist und somit insbesondere fehlt, so ist der Montagevorgang der Anbaukomponente 5 gänzlich fehlgeschlagen. In diesem Fall kann vorzugsweise ein neuer Montageversuch gestartet werden, z. B. mit derselben Anbaukomponente 5 oder einer anderen vorzugsweise baugleichen Anbaukomponente.
  • Die unter Bezugnahme auf die 13, 14, 15 bis 16 beschriebenen Ausführungsbeispiele können zweckmäßig mit den unter Bezugnahme auf die 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 bis 12 beschriebenen Ausführungsbeispielen kombiniert werden.
  • Die Steuerungsvorrichtung 1 kann eingerichtet sein, um zumindest einen Mess- und/oder Überprüfungswert der Messvorrichtung 30, X1, X2 auszuwerten (z. B. mit hinterlegten Werten zu vergleichen) und zweckmäßig zu überprüfen und/oder festzustellen, ob die Anbaukomponente 5 an der Schnittstelle 20 korrekt oder inkorrekt montiert ist oder nicht montiert ist. Somit ist es beispielsweise möglich, dass die Steuerungsvorrichtung 1 zumindest einen Mess- und/oder Überprüfungswert zunächst auswertet und darauf basierend überprüft und/oder feststellt, ob die Anbaukomponente 5 an der Schnittstelle 20 korrekt oder inkorrekt montiert ist oder nicht montiert ist.
  • Alternativ oder ergänzend kann der Steuerungsvorrichtung 1 mittels der Messvorrichtung 30, X1, X2 zumindest ein Mess- und/oder Überprüfungswert zur Verfügung gestellt werden, der als Ermittlungsergebnis bereits angibt, ob die Anbaukomponente 5 an der Schnittstelle 20 korrekt oder inkorrekt montiert ist oder nicht montiert ist. Somit ist es beispielsweise möglich, dass die Steuerungsvorrichtung 1 lediglich basierend einem bereits vorhandenen Ermittlungsergebnis überprüfen und/oder feststellen kann, ob die Anbaukomponente 5 an der Schnittstelle 20 korrekt oder inkorrekt montiert ist oder gar nicht montiert ist.
  • Im Kontext der Erfindung erfolgt insbesondere jedenfalls eine insbesondere automatische Überprüfung und/oder Feststellung (zweckmäßig durch die Steuerungsvorrichtung 1 und/oder die Messvorrichtung 30, X1, X2), ob die Anbaukomponente 5 an der Schnittstelle 20 korrekt oder inkorrekt montiert ist oder nicht montiert ist (z. B. fehlt).
  • Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr ist eine Vielzahl von Varianten und Abwandlungen möglich, die ebenfalls von dem Erfindungsgedanken Gebrauch machen und deshalb in den Schutzbereich fallen. Insbesondere beansprucht die Erfindung auch Schutz für den Gegenstand und die Merkmale der Unteransprüche unabhängig von den jeweils in Bezug genommenen Ansprüchen. Die Erfindung umfasst also verschiedene Erfindungsaspekte, die unabhängig voneinander Schutz genießen.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Steuerungsvorrichtung
    2
    Roboter, vorzugsweise Lackierroboter
    3
    Applikationsgerät, vorzugsweise Rotationszerstäuber
    4
    Reinigungsvorrichtung („Cleaner“)
    5
    Anbaukomponente, vorzugsweise Außenaufladungsring
    6
    Hochspannungsgenerator
    7
    Auswertungseinheit, vorzugsweise Teil der Steuerungsvorrichtung
    8
    Kamera
    9
    Anzeige
    10
    Kamerakabine („Cubicle“)
    11
    Einführöffnung der Kamerakabine
    12
    Zumindest eine Hochspannungselektrode, vorzugsweise zumindest eine Außenelektrode
    13
    Glockenteller
    14
    Rotationsachse des Glockentellers
    UMAX
    Maximalwert der Ladespannung
    UMIN
    Minimalwert der Ladespannung
    ISOLL
    Sollwert des Ladestroms
    IMIN
    Minimalwert des Ladestroms
    t
    Zeit
    20
    Schnittstelle
    30
    Messvorrichtung, vorzugsweise Druckmessvorrichtung
    C0
    gemeinsamer Kanal, vorzugsweise Druckluftkanal
    C1
    erster Kanal, vorzugsweise Druckluftkanal
    C2
    zweiter Kanal, vorzugsweise Druckluftkanal
    O1
    Mündungsöffnung, vorzugsweise in Schnittstelle
    O2
    Mündungsöffnung, vorzugsweise in Schnittstelle
    S
    zumindest ein pneumatisches Signal
    X1
    Messvorrichtung, vorzugsweise Sensor
    X2
    Messvorrichtung, vorzugsweise Sensor
    40
    Druckerzeugungsvorrichtung, vorzugsweise zur Erzeugung des zumindest einen pneumatischen Signals
    100
    Bauteil, vorzugsweise Kraftfahrzeugkarosseriebauteil und/oder Anbauteil hierfür
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • WO 2023 020 819 A1 [0002]
    • EP 3 140 042 B1 [0112]
    • EP 2 643 096 B1 [0112]
    • WO 2023/110511 A1 [0161]

Claims (21)

  1. Betriebsverfahren für ein Applikationsgerät (3) zur Applikation eines Applikationsmittels auf ein Bauteil (100), vorzugsweise ein Kraftfahrzeugkarosseriebauteil und/oder ein Anbauteil hierfür, wobei an einer Schnittstelle (20) des Applikationsgeräts (3) eine Anbaukomponente (5) montierbar ist, wobei das Betriebsverfahren folgenden Schritt umfasst: - Überprüfung, insbesondere automatische Überprüfung, ob die Anbaukomponente (5) an der Schnittstelle (20) korrekt montiert ist, inkorrekt montiert ist oder nicht montiert ist.
  2. Betriebsverfahren nach Anspruch 1, wobei die Anbaukomponente (5) ein Außenaufladungsring zur Außenaufladung des Applikationsmittels ist, wobei der Außenaufladungsring vorzugsweise zumindest eine Hochspannungselektrode (12) aufweist.
  3. Betriebsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend den Schritt: - Austausch, vorzugsweise automatisierter, insbesondere robotergestützter Austausch, einer Anbaukomponente (5) durch eine andere Anbaukomponente.
  4. Betriebsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Überprüfung eine pneumatische Überprüfung ist und/oder auf zumindest einem pneumatischen Signal (S) basiert, wobei vorzugsweise das zumindest eine pneumatische Signal (S) einen pneumatischen Druck, vorzugsweise einen Staudruck, und/oder eine pneumatische Druckveränderung, vorzugsweise des Staudrucks, umfasst.
  5. Betriebsverfahren nach Anspruch 4, wobei das zumindest eine pneumatische Signal (S) mittels einer Druckmessvorrichtung (30) detektiert wird.
  6. Betriebsverfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 5, wobei - die Schnittstelle (20) für das zumindest eine pneumatische Signal (S) im Wesentlichen pneumatisch dicht ist, wenn die Anbaukomponente (5) korrekt montiert ist, und die Schnittstelle (20) für das zumindest eine pneumatische Signal (S) pneumatisch undicht ist, wenn die Anbaukomponente (5) inkorrekt oder nicht montiert ist, und/oder - mittels der Druckmessvorrichtung (30) ein im Wesentlichen konstanter Druck, vorzugsweise Staudruck, detektiert wird, wenn die Anbaukomponente (5) korrekt montiert ist, und/oder ein reduzierter Druck, vorzugsweise Staudruck, detektiert wird, wenn die Anbaukomponente (5) inkorrekt oder nicht montiert ist.
  7. Betriebsverfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei - das zumindest eine pneumatische Signal (S) mittels der Anbaukomponente (5) aufgestaut werden kann, und/oder - das zumindest eine pneumatische Signal (S) nur dann in in Wesentlichem vollem Umfang an der Druckmessvorrichtung (30) anliegt und/oder gemessen wird, wenn die Anbaukomponente (5) korrekt montiert ist, und/oder - das zumindest eine pneumatische Signal (S) zumindest teilweise über die Schnittstelle (20) entweichen kann, wenn die Anbaukomponente (5) inkorrekt oder nicht montiert ist.
  8. Betriebsverfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, wobei das Applikationsgerät (3) ein Leitungssystem (C0, C1, C2) für das zumindest eine pneumatische Signal (S) umfasst, wobei das zumindest eine pneumatische Signal (S) mittels des Leitungssystems (C0 C1, C2) zu der Schnittstelle (20) geleitet wird, wobei die Druckmessvorrichtung (30) mit dem Leitungssystem (C0, C1, C2) verbunden ist.
  9. Betriebsverfahren nach Anspruch 8, wobei das Leitungssystem (C0, C1, C2) einen ersten Kanal (C1) und einen zweiten Kanal (C2) umfasst, wobei der erste Kanal (C1) und der zweite Kanal (C2) in der Schnittstelle (20) münden und von einem gemeinsamen Kanal (C0) abzweigen, wobei vorzugsweise die Druckmessvorrichtung (30) an den gemeinsamen Kanal (CO) angeschlossen ist und/oder der gemeinsame Kanal (CO) an eine Druckerzeugungsvorrichtung (40) zur Erzeugung eines pneumatischen Netzdrucks und/oder des zumindest einen pneumatischen Signal (S) angeschlossen ist.
  10. Betriebsverfahren nach Anspruch 9, wobei der erste Kanal (C1) und der zweite Kanal (C2) über jeweils zumindest eine Mündungsöffnung (O1, O2) in der Schnittstelle (20) münden, wobei die Mündungsöffnungen (O1, O2) durch die Anbaukomponente (5) schließbar sind.
  11. Betriebsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit den folgenden Schritten: - Aufladen einer Hochspannungselektrode (12) der Anbaukomponente (5), wobei an der Hochspannungselektrode (12) eine Ladespannung (U) auf Hochspannungsniveau liegt und ein Ladestrom (I) über die Hochspannungselektrode (12) fließt, - Messen der Ladespannung (U) und/oder des Ladestroms (I) der Hochspannungselektrode (12), und - Ermitteln einer Zustandsgröße der Hochspannungselektrode (12) oder des Applikationsgeräts (3) aus der gemessenen Ladespannung (U) und/oder aus dem gemessenen Ladestrom (I).
  12. Betriebsverfahren nach Anspruch 11, wobei a) die ermittelte Zustandsgröße ein Verschmutzungsgrad ist, der angibt, in welchem Maße die Hochspannungselektrode (12) oder das Applikationsgerät (3) durch Applikationsmittelreste verschmutzt ist, und/oder b) die ermittelte Zustandsgröße ein Nässegrad ist, der angibt, wie feucht die Oberfläche des Applikationsgeräts (3) oder der Hochspannungselektrode (12) aufgrund von anhaftendem flüssigem Applikationsmittel ist, und/oder c) die ermittelte Zustandsgröße eine Typenkennung ist, die den Bauteiltyp der Hochspannungselektrode (12) wiedergibt, insbesondere zur Unterscheidung einer Anbaukomponente (5), insbesondere eines Außenaufladungsrings (5), von einem Dummy, und/oder d) die ermittelte Zustandsgröße angibt, ob eine oder mehrere Hochspannungselektroden (12) verschmutzungsbedingt in ihrer Funktion beeinträchtigt sind, und/oder e) die ermittelte Zustandsgröße angibt, ob eine von mehreren Hochspannungselektroden (12) verschmutzungsbedingt ausgefallen ist, und/oder f) dass die ermittelte Zustandsgröße angibt, wie viele von mehreren Hochspannungselektroden (12) verschmutzungsbedingt ausgefallen sind, und/oder g) die ermittelte Zustandsgröße angibt, ob eine bestimmte Anzahl an Hochspannungselektroden (12) verschmutzungsbedingt ausgefallen ist, und/oder h) die ermittelte Zustandsgröße angibt, wie hoch die Anzahl verschmutzungsbedingt ausgefallener Hochspannungselektroden (12) ist.
  13. Betriebsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei a) die Hochspannungselektrode (12) oder ein die Hochspannungselektrode (12) enthaltender Außenaufladungsring einen RFID-Transponder enthält, und b) der RFID-Transponder mit einem Fehlersignal beschrieben wird, wenn die ermittelte Zustandsgröße einen Funktionsausfall der Hochspannungselektrode (12) oder des Außenaufladungsrings anzeigt, und/oder c) die Anbaukomponente (5) einen RFID-Transponder aufweist, der mit einer Kennzeichnung der Anbaukomponente (5) beschrieben ist, sodass an einer Lesestation auslesbar ist, welche Anbaukomponente (5) an der Schnittstelle (20) montiert ist und/oder dass die Anbaukomponente (5) eine Anbaukomponente (5) darstellt, die an der Schnittstelle (20) inkorrekt oder nicht montiert ist oder war.
  14. Applikationsvorrichtung, vorzugsweise zur Ausführung eines Betriebsverfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit - einem Applikationsgerät (3) zur Applikation eines Applikationsmittels auf ein Bauteil (100), vorzugsweise ein Kraftfahrzeugkarosseriebauteil und/oder ein Anbauteil hierfür, wobei das Applikationsgerät (3) eine Schnittstelle (20) zur Montage einer Anbaukomponente (5) umfasst, und - einer Steuerungsvorrichtung (1, 7), die eingerichtet ist, um basierend auf zumindest einem Mess- und/oder Überprüfungswert einer Messvorrichtung (30, X1, X2) zu überprüfen und/oder festzustellen, ob die Anbaukomponente (5) an der Schnittstelle (20) korrekt montiert ist, inkorrekt montiert ist oder nicht montiert ist.
  15. Applikationsvorrichtung nach Anspruch 14, wobei die Anbaukomponente (5) ein Außenaufladungsring zur Außenaufladung des Applikationsmittels ist, wobei der Außenaufladungsring vorzugsweise zumindest eine Hochspannungselektrode (12) aufweist.
  16. Applikationsvorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 15, wobei die Steuerungsvorrichtung (1, 7) eingerichtet ist, einen Austausch, vorzugsweise automatisierten, insbesondere robotergestützten Austausch, einer Anbaukomponente (5) durch eine andere Anbaukomponente zu steuern.
  17. Applikationsvorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, wobei die Messvorrichtung (30, X1, X2) eine Druckmessvorrichtung (30) umfasst, insbesondere zur Überprüfung und/oder Messung zumindest eines pneumatischen Signals (S).
  18. Applikationsvorrichtung nach Anspruch 17, wobei - die Schnittstelle (20) für das zumindest eine pneumatische Signal (S) im Wesentlichen pneumatisch dicht ist, wenn die Anbaukomponente (5) korrekt montiert ist, und die Schnittstelle (20) für das zumindest eine pneumatische Signal (S) pneumatisch undicht ist, wenn die Anbaukomponente (5) inkorrekt oder nicht montiert ist, und/oder - ein im Wesentlichen konstanter Druck, vorzugsweise ein Staudruck, mittels der Druckmessvorrichtung (30) detektiert wird, wenn die Anbaukomponente (5) korrekt montiert ist, und/oder ein reduzierter Druck, vorzugsweise ein reduzierter Staudruck, detektiert wird, wenn die Anbaukomponente (5) inkorrekt oder nicht montiert ist.
  19. Applikationsvorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 18, wobei das Applikationsgerät (3) - ein Leitungssystem (C0, C1, C2) für das zumindest eine pneumatische Signal (S) umfasst, wobei das Leitungssystem (C0, C1, C2) eingerichtet ist, um das zumindest eine pneumatische Signal (S) zu der Schnittstelle (20) zu leiten, wobei die Druckmessvorrichtung (30) mit dem Leitungssystem (C0, C1, C2) verbunden ist, und vorzugsweise - das Leitungssystem (C0, C1, C2) einen ersten Kanal (C1) und einen zweiten Kanal (C2) umfasst, wobei der erste Kanal (C1) und der zweite Kanal (C2) in der Schnittstelle (20) münden und von einem gemeinsamen Kanal (C0) abzweigen, wobei vorzugsweise die Druckmessvorrichtung (30) an den gemeinsamen Kanal (CO) angeschlossen ist und/oder der gemeinsame Kanal (CO) an eine Druckerzeugungsvorrichtung (40) zur Erzeugung eines pneumatischen Netzdrucks und/oder des zumindest einen pneumatischen Signal (S) angeschlossen ist.
  20. Applikationsvorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 19, wobei - das zumindest eine pneumatische Signal (S) mittels der Anbaukomponente (5) aufgestaut werden kann, und/oder - das zumindest eine pneumatische Signal (S) nur dann in in Wesentlichem vollem Umfang an der Druckmessvorrichtung (30) anliegt und/oder gemessen werden kann, wenn die Anbaukomponente (5) korrekt montiert ist, und/oder - das zumindest eine pneumatische Signal (S) zumindest teilweise über die Schnittstelle (20) entweichen kann, wenn die Anbaukomponente (5) inkorrekt oder nicht montiert ist.
  21. Applikationsvorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 20, umfassend: a) eine Kamera (8) zur Aufnahme eines Bilds des Applikationsgeräts (3) und/oder der Hochspannungselektrode (12) zur Ermittlung der Verschmutzung des Applikationsgeräts (3) und/oder der Hochspannungselektrode (12), und/oder b) eine Reinigungsvorrichtung (4) zum Reinigen zumindest eines Teils des Applikationsgeräts (3) und/oder der Hochspannungselektrode (12), und/oder c) eine Anzeige (9) zur Anzeige eines Hinweises auf die Verschmutzung des Applikationsgeräts (3) und/oder der Hochspannungselektrode (12), und/oder d) einen Roboter (2) zum Bewegen des Applikationsgeräts (3).
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WO2026002582A1 (de) 2026-01-02

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