DE19756467A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Regelung der Qualität von Lackschichten - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Regelung der Qualität von lackierten Schichten gemäß dem Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 8.

Die Bestimmung und Regelung der Qualität von lackierten Schichten während des Lackiervorgangs erfolgt bis jetzt visuell und manuell durch geschultes Personal. Die Bestimmung der Qualität und die daraus resultierende Regelung des Lackiervorgangs werden ausschließlich von der getrockneten Lackschicht abgeleitet. Eine Meldung über die Qualität der Lackschicht an das Bedienungspersonal, das den Lackiervor­ gang überwacht, erfolgt durch von Hand ausgefüllte Protokolle. Von Nachteil ist hier­ bei, daß bei den bis jetzt bekannten Verfahren die Auswertung der ermittelten Informa­ tionen für die Regelung des Lackierprozesses unzureichend ist. Die Ursachen der Qualitätsmängel können nicht nachverfolgt werden, da eine Verbindung zwischen der Information über die Qualität des Lacks und den Prozeßparametern nicht besteht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren aufzuzeigen, mit dem die Qualität von Lackschichten unter Vermeidung der eingangs genannten Nachteile ge­ regelt werden kann. Ferner liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der sich ein solches Verfahren durchführen läßt.

Diese Aufgabe, das Verfahren betreffend, wird durch die Merkmale des Patentan­ spruchs 1 gelöst.

Diese Aufgabe, die Vorrichtung betreffend, wird durch die Merkmale des Patentan­ spruchs 8 gelöst.

Weitere erfinderische Merkmale sind in den abhängigen Ansprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand einer schematischen Zeichnung näher erläu­ tert.

Die einzige zur Beschreibung gehörige Figur zeigt eine Lackiereinrichtung 1, die eine Lackierkabine 2, eine Trockenkammer 3, drei Meßvorrichtungen 4, 5 und 6, zwei Pro­ zeßrechner 7 und 8 sowie Anzeigegeräte 13 und 14 umfaßt. Die Größe der Lackier­ kabine 2 wird auf die Abmessungen der zu lackierenden Bauelemente 20 abgestimmt. Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel wird als Vorrichtung 10 zum Auftragen des Lacks 21 ein Roboter mit einem Lackierapplikator 11 in Form einer elektrostati­ schen Hochrotationsglocke verwendet. Die Vorrichtung 10 ist beweglich in der Lac­ kierkabine 2 installiert. An Stelle des Roboters 10 kann auch eine andere Vorrichtung zum Lackieren der Bauelemente 20 verwendet werden. Roboter 10 mit Lackapplikato­ ren 11 sind aus dem Stand der Technik bekannt, und werden deshalb hier nicht näher erläutert. Dem Roboter 10 wird aus einem oder mehreren Behältern 12 der Lack 21 zugeführt. Der Lack 21 wird vom Bedienpersonal in einer Lackabfüllstation (hier nicht dargestellt) bereitgestellt. Im Anschluß an den Lackiervorgang wird das Bauelement 20 aus der Lackierkabine 2 herausbefördert. Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfah­ rens werden nun an der noch feuchten Lackschicht 22 berührungslose Messungen durchgeführt. Die Messungen erfolgen an mehreren Stellen, die frei wählbar sind. Hierfür ist die Meßvorrichtung 4 vorgesehen. Sie ist so installiert, daß sie an jede Stelle bewegt werden kann. Die Meßvorrichtung 4 ist so ausgebildet, daß mit ihr be­ rührungslose Messungen durchgeführt werden können. Gemessen wird die Schicht­ dicke, die Schichtdickenverteilung, der Anteil des Lösungsmittels sowie der Fest­ stoffanteil der feuchten Lackschicht 22.

Mit Hilfe der Meßvorrichtung 5, die in der Lackierkabine 2 installiert ist, wird während des Lackierens die Luftfeuchtigkeit, die Temperatur und die Luftführung gemessen. Mit Hilfe der Meßvorrichtung 6, die bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel in den Lackapplikator 11 eingebaut ist, werden der Lackdurchfluß, die am Lackapplikator 11 anliegende Hochspannung, die Glockendrehzahl des Lackapplikators 11 sowie die Bewegungs- und Positionsdaten des Roboters 10 erfaßt. Die drei Meßvorrichtungen 4, 5 und 6 sind über Signalleitungen 22 mit den Prozeßrechnern 7 und 8 verbunden. Die beweglich installierte Meßvorrichtung 4 ist mit einem Antrieb (hier nicht dargestellt) versehen, der von dem Prozeßrechner 7 gesteuert wird. Zu diesem Zweck sind die Positionen des lackierten Bauelement 20, an denen Messungen durchgeführt werden sollen, in dem Prozeßrechner 7 gespeichert. Alle Meßwerte werden den beiden Pro­ zeßrechnern 7 und 8 zugeführt und dort gespeichert. In dem Prozeßrechner 7 sind desweiteren Sollwerte gespeichert. Diese stammen von einer Messung an einer noch feuchten Lackschicht 22 (hier nicht dargestellt) mit optimalen Voraussetzungen bezüg­ lich der Qualität des Lackierergebnisses.

Das Lackierergebnis wird von mehreren Faktoren bestimmt. Wesentlichen Einfluß hierauf haben die Temperatur, die Luftfeuchtigkeit und die Luftgeschwindigkeit in der Lackierkabine 2 und die Bewegungsführung des Lackapplikators 11 relativ zu dem Bauelement 20, das gerade lackiert wird. Ferner wird das Lackierergebnis auch von der Durchflußmenge des Lacks 21, der am Lackapplikator 11 anliegenden Hochspan­ nung und der Drehzahl der Hochrotationsglocke des Lackapplikators 11, dem Fest­ stoff- und dem Lösungsmittelanteil des Lacks 21, der Schichtdicke sowie der Schicht­ dickenverteilung in der lackierten Schicht 22 mitbestimmt. Mit Hilfe des Prozeßrech­ ners 7 wird aus allen aktuellen Meßwerten und den Sollwerten eine Qualitätsgröße bestimmt, die eine exakte Vorhersage über die zu erwartende Güte der Lackschicht 22 nach deren Trocknung gibt. Die Information über die Qualitätsgröße wird dem Prozeß­ rechner 8 zugeführt und dort gespeichert. In Abhängigkeit von den aktuell ermittelten Meßwerten und der Qualitätsgröße regelt der Prozeßrechner 8 zum einen die Luft­ feuchtigkeit, die Luftführung und die Temperatur in der Lackierkabine 2. Das gleiche gilt für den Durchfluß des Lacks, die am Lackapplikator 11 anliegende Hochspannung und die Glockendrehzahl des Lackapplikators 11 sowie die Bewegungs- und Positi­ onsdaten des Roboters 10. Über das Anzeigegerät 13 gibt er dem Bedienpersonal Empfehlungen, wie die Parameter des Lackapplikators 11, die Bewegungsdaten des Roboters 10, die Temperatur, die Luftfeuchtigkeit und die Luftsinkgeschwindigkeit ein­ zustellen sind, um die Qualität der lackierten Schicht 22 auch nachfolgender Bauele­ mente 20 auf einem vorgegebenen und einheitlich hohen Niveau zu halten. Er gibt auch Empfehlungen, wie die Zusammensetzung des Lackes 21 bezüglich des Lö­ sungsmittel- und Feststoffanteil gegebenenfalls zu ändern sind, um die Qualität der Lackschicht 22 nachfolgender Lackierungen zu verbessern. Die Änderung des Lö­ sungsmittel- und des Feststoffanteils geschieht in der Lackabfüllstation (hier nicht dar­ gestellt) und wird vom Bedienpersonal durchgeführt. Auf Grund der Qualitätsgröße entscheidet der Prozeßrechner, ob das Bauelement 20 in die Trockenkammer 3 weiter befördert oder ausgesondert wird, wenn davon auszugehen ist, daß die Qualität der fertigen Lackschicht 22 zu schlecht ist.

Claims (9)

1. Verfahren zur Regelung der Qualität von Lackschichten (22) auf Bauele­ menten (20), dadurch gekennzeichnet, daß an beliebigen Stellen Messungen an der noch feuchten Lackschicht (22) durchgeführt, die Meßwerte gespeichert und zur Vor­ hersage der Qualität der getrockneten Lackschicht (22) mit Sollwerten verglichen und daraus Qualitätsgrößen abgeleitet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an beliebigen Stellen durch berührungsloses Messen die Schichtdicke, die Schichtdickenverteilung, die Menge des Lösungsmittelanteils und der Feststoffanteil in der noch feuchten Lack­ schicht (22) ermittelt und diese Meßwerte gespeichert werden.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Feuchtigkeit, die Luftführung und die Temperatur während des Lackierens, sowie Parameter des Lackapplikators (11), wie Lackdurchfluß, die am Lackapplikator (11) anliegende Hochspannung und die Glockendrehzahl des Lackapplikators (11) und die Bewegungsdaten des Roboters (10) ebenfalls gemessen und gespeichert werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß aus den aktuellen Meßwerten und den Sollwerten die Qualität der gerade aufgetrage­ nen Lackschicht (22) nach dem Trocknen ermittelt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß aus den aktuellen Meßwerten und den Sollwerten eine Regelung des Lackapplikators (11), der Bewegung des Roboters (10) sowie eine Regelung der Luftfeuchtigkeit, der Luftführung und der Temperatur während des Lackiervorgangs erfolgt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß aus den aktuellen Meßwerten und den Sollwerten langfristige Änderungen der Qualität der Lackschicht (22) nach dem Trocknen im voraus ermittelt werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß aus den aktuellen Meßwerten und den Sollwerten Anweisungen und Empfehlungen für das Bedienpersonal ermittelt werden.

8. Vorrichtung zum Lackieren von Bauelementen (20), mit einer Lackierkabine (2), einer Vorrichtung (10) zum Auftragen von Lackschichten (22) und einer Trocken­ kammer (3), dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Meßvorrichtung (4) zum berührungslosen Messen an der noch feuchten Lackschicht (22), eine zweite Meßvor­ richtung (5) zum Messen der Luftfeuchtigkeit, der Luftführung und der Temperatur und eine dritte Meßvorrichtung (6) zum Messen der Lackapplikation vorgesehen sind, daß die drei Meßvorrichtungen (5, 6, 7) über Signalleitungen (22) mit zwei Prozeßrechnern (7 und 8) in Verbindung stehen, die untereinander ebenfalls über wenigstens eine Si­ gnalleitung (22) miteinander verbunden sind, und daß an den zweiten als Regeleinheit dienenden Prozeßrechner (8) Anzeigegeräte (13, 14) angeschlossen sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Meß­ vorrichtung (4) beweglich zwischen der Lackierkabine (2) und der Trockenkammer (3) und die zweite Meßvorrichtung (5) innerhalb der Lackierkabine (2) installiert und die dritte Meßvorrichtung (6) in den Lackapplikator (11) integriert ist.