DE2915908A1

DE2915908A1 - Farbspritzvorrichtung

Info

Publication number: DE2915908A1
Application number: DE19792915908
Authority: DE
Inventors: Ronald Maurice Clarke; Edward Johnston
Original assignee: Carrier Drysys Ltd
Current assignee: Carrier Drysys Ltd
Priority date: 1978-04-19
Filing date: 1979-04-19
Publication date: 1979-10-31
Also published as: FR2423269B1; FR2423269A1; US4278046A; GB1556013A

Description

- 5 - U.Z. 818.53

CARRIER DRYSYS LIMITED Carrier House, Warwick Row London SV/1 E 5EL
England

FARBSPRITZVORKICHTUNG

Die Erfindung betrifft eine Farbspritzvorriebtug und insbesondere eine automatisch gesteuerte Farbspritzvorrichtung.

Solche automatisch gesteuerten Farbspritzvorrichtungen werden insbesondere zum Spritzen einer Reihe von Gegenständen wie Fahrzeugkarosserien verwendet, die durch eine Spritzkabine an einer Spritzstation vorbeitransportiert werden, die mit einer oder mehreren Spritzpistolen ausgestattet ist. Die Spritzpistolen können senkrecht zur Transportbewegung der Gegenstände hin- und herbewegt werden, so daß die Farbe hubweise auf den Gegenstand aufgebracht wird. Aufgrund der verschiedenen Formen der zu spritzenden Gegenstände ist es erforderlich, das Auftragen der Farbe durch die Spritzpistolen mit verschiedenen Längen des Spritzhubs durchzuführen, je

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nachdem welcher Teil des Gegenstandes der Spritzstation gerade gegenüberliegt. In vielen Fällen wird das Spritzen in Kabinen mit sorgfältiger Luftüberwachung durchgeführt, doch wird normalerweise aufgrund der in den Lacken enthaltenen Lösemittel die Luft in Spritzkabinen als explosionsgefährdet angesehen, wobei eine strenge Kontrolle der Geräte erforderlich ist, die im -Inneren der Spritzkabine verwendet werden dürfen. Die Vorschriften bezüglich der Geräte, insbesondere der elektrischen Geräte, die in solchen explosionsgefährdeten Bereichen verwendet werden dürfen, wurden immer strenger, und ua die Notwendigkeit feuer- und explosionssicherer Gehäuse zu vermeiden, wurden immer mehr Steuergeräte in sicheren Bereichen außerhalb der Spritzkabine untergebracht, und diese müssen mit einer beschränkten Zahl von Steuergeräten im Inneren der Spritzkabine verbunden werden. Da es weitgehend erforderlich wurde, wesentliche Teile der Steuergeräte außerhalb der Spritzkabine unterzubringen, wurden umfangreiche Anschlußverbindungen zwischen den Geräten außerhalb und innerhalb der Spritzkabine erforderlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine automatische Farbspritzvorrichtung mit einer elektrischen digitalen Steuereinrichtung zu schaffen, die sich für den Einbau im Inneren des explosionsgefährdeten Bereiches eignet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Schaffung einer automatischen Farbspritzvorrichtung gelöst, die eine Spritzpistole enthält, um Lack auf einen zu beschichtenden Gegenstand zu sprühen, eine Einrichtung, die eine Hin- und Herbewegung der Spritzpistole bewirkt, eine Ventileinrichtung zum Steuern des Farbaustritts durch die Spritzpistole und eine automatische Steuerung für den Betrieb der Ventilein-

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richtung während des Arbeitshubes der Spritzpistole, wobei die automatische Steuerung aus zwei Teilen besteht, von denen der erste eine programmierbare Steuereinrichtung darstellt, um den gewünschten Arbeitsablauf der Ventileinrichtung zu bestimmen, und aus einem zweiten Teil mit einer Einrichtung zur Stellungsanzeige, die ein elektrisches digitales Signal erzeugt, das der Stellung der Spritzpistole bei ihrem Arbeitshub entspricht, und einer Vergleichseinrichtung, um das Signal von der Einrichtung zur Stellungsanzeige mit Bezugssignaleη zu vergleichen, den Arbeitsablauf der Ventileinrichtung-während des Arbeitshubs zu bestimmen und einen Ausgang zur Steuerung der Ventileinrichtung in Abhängigkeit von der Stellung der Spritzpistole zu liefern, wobei die Hinrichtung für die Hin— und Herbewegung, die Ventileinrichtung und der zweite Teil der automatischen Steuerung zum Einbau im explosionsgefährdeten Bereich des Farbspritzraums vorgesehen sind.

Vorzugsweise ist der erste Teil der automatischen Steuerung zur Unterbringung außerhalb des explosionsgefährdeten Bereiches vorgesehen und enthält eine entsprechende Schnittstelle zur Verbindung des ersten und zweiten Teils der automatischen Steuerung.

Vorzugsweise liefert die Schnittstelle eine Stromversorgung für den zweiten Teil der automatischen Steuerung, die eine Eigensicherheits-Trenneinrichtung enthält.

Vorzugsweise liefert die Schnittstelle eine Zahl von Ein- und Ausgangskanälen für die gegenseitige Verbindung des ersten und zweiten Teils der automatischen Steuerung.

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Vorzugsweise enthält jeder Kanal einen optisch gekoppelten Richtleiter.

Vorzugsweise enthält der erste Teil der automatischen Steuerung eine programmierbare logische Steuerung.

Vorzugsweise enthält die Einrichtung zur Stellungsanzeige einen Impulsgenerator, um Impulse zu erzeugen, wenn die Spritzpistole sich über ihren Arbeitshubweg bewegt, sowie eine Zähleinrichtung zum Zählen dieser Impulse. Vorzugsweise ist eine Rückstelleinrichtung vorgesehen, um die Zähleinrichtung einmal bei jedem Arbeitshub zurückzustellen.

Vorzugsweise enthält der zweite Teil der automatischen Steuerung einen Speicher, um das Bezugssignal zu speichern, und die Vergleichseinrichtung ist so ausgelegt, daß sie Signale sowohl vom Speicher als von der Einrichtung zur Stellungsanzeige erhält.

Vorzugsweise ist der Speicher so ausgelegt, daß er Bezugssignale speichert, die einer Zahl' möglicher Spritzhublängen für die Spritzpistole entsprechen, und der erste Teil der automatischen Steuerung ist so ausgelegt, daß er bestimmt, welche Bezugssignale für die Hublänge in die Vergleichseinrichtung eingespeist werden sollen.

Vorzugsweise ist die Vergleichseinrichtung eine größer/ kleiner-Vergleichsschaltung, die so ausgelegt ist, daß sie feststellt, ob das Signal von der Einrichtung zur Stellungsanzeige größer oder kleiner ist als das Bezugssignal und daß sie ein entsprechendes Ausgangssignal liefert.

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Die Erfindung umfaßt eine automatische Farbspritzvorrichtung mit einer Zahl von Spritzpistolen, von denen jede mit einer Einrichtung für die Hin- und Herbewegung, mit einer Ventileinrichtung und einer automatischen Steuerung wie oben erwähnt versehen ist.

In einem solchen Fall kann eine oder mehrere Spritzpistolen für vertikale Bewegung ausgelegt sein. Eine oder mehrere Spritzpistolen können für horizontale Bewegung ausgelegt sein.

Es kann eine Einstellmöglichkeit für den Arbeitsweg vorgesehen werden, um diesen näher an den zu spritzenden Gegenstand heran oder weiter von ihm weg zu führen. Vorzugsweise umfaßt die Einstellmöglichkeit für den Arbeitsv/eg eine elektrische Digitalsteuerung, die für den Einbau in den explosionsgefährdeten Bereich der Farbspritzanlage vorgesehen ist. Vorzugsweise ist die elektrische Digitalsteuerung so ausgelegt, daß sie Bezugssignale vom ersten Teil der automatischen Steuerung erhält, die einen gewünschten Abstand zwischen den Gegenständen und dem Arbeitsweg der Spritzpistole anzeigen* Eine solche Einstellmöglichkeit des Arbeitsweges ist besonders dazu geeignet, die Höhe einer sich in der horizontalen Ebene hin- und herbewegenden Spritzpistole zu regeln.

Die Erfindung umfaßt eine Farbspritzvorrichtung, zu der eine Spritzkabine mit einer oder mehreren Spritzpistolen gehört, wie weiter oben erwähnt,' wobei jeder Spritzpistole eine Einrichtung für die Hin- und Herbewegung, eine Ventileinrichtung und eine automatische Steuerung zugeordnet ist und der erste Teil jeder automatischen Steuerung außerhalb der Spritzkabine und der zweite Teil jeder automati-

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sehen Steuerung innerhalb der Spritzkabine untergebracht ist, während die Vorrichtung weiterhin eine Förderanlage für den Transport einer Reihe von Gegenständen durch die Spritzkabine umfaßt. Anhand der Figuren wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen schematischen Querschnitt durch eine Spritzkabine gemäß der Erfindung,

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Teilanordnung für die Arbeitshubsteuerung, wie sie in Fig. 1 verwendet wird,

Fig. 3 ein Blockschaltbild einer Schnittstelle im sicheren Bereich zur Verwendung in Fig. 2,

Fig. 4 ein Blockschaltbild einer Vergleichsschaltung für die Arbeitshubsteuerung zur Verwendung in Fig. 2,

Fig. 5 ein Blockschaltbild einer Teilanordnung für die Höhensteuerung zur Verwendung in Fig. 1,

Fig. 6 ein Blockschaltbild einer Vergleichsschaltung für die Höhensteuerung zur Verwendung in Fig. 5 und

Fig. 7 einen Höhenködierer zur Verwendung in Fig. 5.

Die in Fig. 1 dargestellte Anordnung umfaßt eine Spritzkabine 11 mit einer Spritzstation zum Aufsprühen von Lack auf eine Reihe von Fahrzeugkarosserien 12, die auf einer Förderanlage 13 durch die Spritzkabine transportiert werden. Zum Aufbringen des Lacks auf die Fahrzeugkarosserie wird die linke Leite des Fahrzeugs mit einer linken Spritz-

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pistolenmaschine 1Λ, die rechte Seite mit einer rechten Spritzpistolenmaschine 15 und die Oberseite der Fahrzeugkarosserie mit einer oberen Spritzpistolenmaschine 16 besprüht. Die seitlichen Maschinen 14 und 15 besitzen je eine Spritzpistole 17, die so angeordnet ist, daß sie sich in vertikaler Richtung auf- und abbewegt, und die obere Maschine besitzt eine nach unten gerichtete Spritzpistole 18, die so angeordnet ist, daß sie sicli in horizontaler Richtung hin- und herbewegt. Jede Spritzpistole ist so angeordnet, daß sie ihre Hin- und Herbewegung senkrecht zur Vorschubsbewegung der Fahrzeugkarosserie ausführt, so daß der Lack auf die beiden gegenüberliegenden Seiten und auf die Oberseite der Fahrzeugkarosserie in Arbeitshüben aufgebracht wird, die quer zur Bewegungsrichtung der Fahrzeugkarosserie verlaufen. Die beiden seitlichen Maschinen 14 und 15 weisen im allgemeinen die gleiche Konstruktion und Arbeitsweise auf, so daß nur eine davon im einzelnen beschrieben wird. Die obere Maschine 16 gleicht im allgemeinen den seitlichen Maschinen 14 und 15, mit der Ausnahme, daß die Spritzpistole 18 auf einen schwenkbaren Arm montiert ist, der zusätzlich zur Hin- und Herbewegung geschwenkt werden kann, um die Hohe der Spritzpistole 18 zu ändern und dadurch den Abstand zwischen dem Arbeitsweg der sich horizontal hin- und herbewegenden Spritzpistole 18 und der oberen Fläche der Fahrzeugkarosserie zu ändern.

Jede Spritzpistolenmaschine besitzt die gleiche Teileinrichtung für die Arbeitshubsteuerung, die so ausgelegt ist, daß sie den Betrieb der Spritzpistole bei ihrer Hin- und Herbewegung steuert. Jede Spritzpistole ist mit einem Steuermagnetventil 26 versehen, das so ausgelegt ist , daß es ein Speiseventil zur Spritzpistole betätigt, so daß der Lackaustritt'durch die Spritzpistole während der Hin- und

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Herbewegung so aus- und eingeschaltet wird, wie es der erforderlichen Arbeitshublänge entspricht, um den Teil des Fahrzeugs zu besprühen, der zu diesem Zeitpunkt der Spritzstation gegenüberliegt. Die Art der Steuerung für die Betätigung der Spritzpistolen bei ihrer Hin- und Herbewegung wird unter Bezugnahme auf Fig. 2, 3 und k beschrieben.

Die automatische Steuereinrichtung umfaßt zwei Teile. Der erste Teil besteht aus einer programmierbaren logischen Steuerung 21, die außerhalb der Spritzkabine 11 angeordnet ist, und einem zweiten Teil, der eine Vergleichsschaltung 22 für den Arbeitshub, einen Bewegungsfühler 23, einen Lagefühler für die untere Stellung 24, einen Bezugslagefühler 25 und das Magnetventil 26 zur Steuerung der Spritzpistole enthält und innerhalb der Spritzkabine eingebaut ist. Die Luft im Inneren der Spritzkabine 11 wird sorgfältig überwacht, um die zum Spritzen der Fahrzeugkarosserien geeigneten Bedingungen zu erzielen. Aufgrund der Verwendung von Lösungsmitteln im Lack wird jedoch dieser Bereich als explosionsgefährdet betrachtet, so daß eine strenge Kontrolle über sämtliche elektrischen Geräte erforderlich ist, die im Inneren der Spritzkabine verwendet werden. Jede der Spritzpistolen 17 und 18 wird bei ihrer Hin- und Herbewegung von einem Motor mit Explosionsschutz-Bescheinigung angetrieben, und die für die Steuerung des Lackaustritts aus den Spritzpistolen verwendeten Ventile müssen eine Bescheinigung über die Eigensicherheit bei elektrischem Betrieb besitzen. Der zum Anheben und Absenken des Arms 19 der oberen Spi'itzpictolenmaschine verwendete Motor wird pneumatisch betrieben. Da das Innere der Spritzkabine 11 als explosionsgefährdeter Bereich betrachtet wird, gelten strenge Sicherheitsbestimmungen für

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die elektrische Steuereinrichtung, die im Inneren der Kabine verwendet werden kann, und der Raum außerhalb der Kabine gilt als sicherer Bereich, für den nicht die gleichen Linschränkungen gelten. In Fig. 2 bezeichnet die gestrichelte Linie 27 die Trennung zwischen dem sicheren Bereich 28 und dem explosionsgefährdeten Bereich 29. Um die Verbindung zwischen der programmierbaren logischen steuerung 21 und den Steuergeräten im Inneren des explosionsgefährdeten Bereichs 29 zu ermöglichen, ist im sicheren Bereich eine Schnittstelle 30 vorgesehen, um geeignete Verbindungen zwischen der programmierbaren logischen Steuerung 21 und der übrigen Steuereinrichtung zu gestatten.

Die programmierbare logische Steuerung 21 umfaßt ein Grundgerät, das so programmiert v/erden kann, daß es eine Zahl von möglichen Arbeitshüben für jede der Spritzpistolen beherrscht. Um eine befriedigende Verbindung zwischen dem zweiten Teil der Steuereinrichtung zu ermöglichen, die im Inneren der Spritzkabine eingebaut ist, wird im sicheren Bereich eine Schnittstelle vorgesehen, die im.einzelnen unter Bezugnahme auf Fig. 3 beschrieben wird. Zunächst liefert die Schnittstelle 30 im sicheren Bereich eine Stromversorgung für den zweiten Teil der Steuereinrichtung im explosionsgefährdeten Bereich. Die Schnittstelle enthält in der Stromversorgungsleitung 35 eine Eigensicherheits-Trenneinrichtung 36> welche die Spannung und den Strom begrenzt, und einen Spannungsregler 37. Auf diese Weise liefert die Schnittstelle eine elektrische Stromversorgung mit einem genau festgelegten Wert' der möglichen Leistungsabgabe in Bezug auf Spannung und Strom, und die Spannung wird geregelt. Um Steuersignale von der programmierbaren logischen Steuerung 21 auf den zweiten Teil der Steuereinrichtung im explosionsgefährdeten Bereich zu übertragen und Steuer-

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signale in umgekehrte" Richtung zurückzuleiten, sind fünf Eingangssteuerkanäle 38 sowie fünf Ausgangssteuerkanäle 39 in der Schnittstelle vorgesehen. Alle Eingangskanäle sind gleich, wenn auch nur einer im einzelnen gezeigt wird. Er besteht aus einer Eigensicherheits-Schutzschaltung oder Sicherung 40, gefolgt von einer Signalpolarisationsschaltung 41. Dies ermöglicht die Verwendung sowohl von positiven als auch von negativen VersorgungsSignalen, so daß die Vorrichtung mit verschiedenen programmierbaren logischen Steuerungen verwendet werden kann. Der Ausgang der Polarisationsschaltung 41 wird durch einen optisch gekoppelten Richtleiter 42 geführt, um eine Gleichstromverbindung zwischen dem sicheren Bereich 28 und dem explosionsgefährdeten Bereich 29 zu vermeiden. Auf diese Weise ergibt sich ein hoher elektrischer Isolationswert zwischen den beiden Bereichen, und die Energiemenge, die in Form von Photonen durch den optisch gekoppelten Richtleiter übertragen wird, ist sehr gering.

Die Ausgangssteuerkanäle 39 sind im allgemeinen insofern gleich, als jeder aus einem optisch gekoppelten Richtleiter 43 mit einem nachgeschalteten Senken- und Quellenstromverstärker 44 und einer Eigensicherheits-Schutzcchaltung 45 besteht. Der Senken- und Cuellenstromverstärker 44 ermöglicht es, daß der Steuerausgang ein gegebenes Stromsignal aufnimmt oder abgibt, so daß er sich an verschiedene programmierbare logische Steuerungen anpassen läßt.

Die Fühler 23, 24 und 25 v/erden in Fig. 4 gezeigt, in der die Steuervergleichsschaltung 22 im einzelnen dargestellt wird. Diese Fühler sind herkömmliche Lage- und Bewegungsfühler in Form von induktiven Näherungsschaltern,

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die für den Einsatz im explosionngefäbrdeten Bereich geeignet sind. Der Bewegungεfühler 23 ist neben einer Scheibe angeordnet, die mit dem Antriebsmechanismus der Spritzpistole gekoppelt ist. Diese Scheibe besitzt zwanzig auf ihren Umfang verteilte Schlitze, so daß der Umfang der Scheibe bei der Bewegung der Spritzpistole am Fühler vorbei läuft und eine Impulsfolge erzeugt. Diese Impulse werden durch eine proportionale Dosisrsehaltung 46 einem Zähler 47 an der Vergleichsschaltung 22 für die Arbeitshubsteuerung zugeführt. Der Lagefühler 24 für die untere Stellung wird für kurze Zeit in Betrieb gesetzt, wenn die Spritzpistole bei ihrer Hin-und Herbewegung ihre tiefste Stellung erreicht. Der Ausgang dieses Fühlers wird dem Zähler 47 zugeführt und einmal bei jedem Arbeitshub der Spritzpistole zur Rückstellung des Zählers verwendet. Der Bezugslagefühler 25 wird in Betrieb gesetzt, wenn die Spritzpistole bei ihrer Hin- und Herbewegung den Tiefstpunkt ihres Hubes erreicht. Er ist ähnlich wie der Lagefühler für die untere Stellung, erfaßt jedoch einen längeren Weg und wird für die Feststellung verwendet, daß die Pistole stillsteht und sich am Anfang ihres Arbeitshubes befindet. Diese Information ist nicht für den Betrieb der Arbeitshub-Vergleichsschaltung erforderlich, v/ird jedoch für andere Programmierarbeiten von der programmierbaren logischen Steuerung 21 benötigt, und der Ausgang des Bezugslagefühlers 25 wird durch die Arbeitshub-Vergleichsschaltung 22 zur Schnittstelle 30 und somit zur programmierbaren logischen Steuerung 21 geführt.

Die Arbeitshub-Vergleichsschaltung 22 wird verwendet, um die Spritzpistole ein- und auszuschalten, während sie sich über den zu spritzenden Gegenstand hin- und herbewegt. Die Schaltung umfaßt einen Speicher 48 für Arbeitshub und automatische Ausschaltung, in dem sechs

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verschiedene Hublängen gespeichert sind, von denen eine durch ein kodiertes Signal von der programmierbaren logischen Steuerung 21 gewählt werden kenn. Je nach dem von der Steuerung 21 über die Schnittstelle 30 eingespeisten Steuersignal v/erden vom Speicher 48 Anweisungen für Lin- und Ausschaltpunkte entsprechend dem gewählten Hub in eine Vergleichsschaltung 49 eingespeist. Diese Vergleichsschaltung ist eine digitale größer/kleiner-Vergleichsschaltung. Signale vom Fühler 23 werden durch die Dosierschaltung 46 dem Zähler 47 zugeführt. Die Dosierschaltung wird verwendet, um die Zahl der erzeugten Impulse so zu reduzieren, daß an den Zähler nur 100 für den Hinweg und weitere 100 für den Rückweg der Hubbewegung übertragen werden. Am Ende des Hubrückweges stellt der Fühler 24 für die untere Lage den Zähler auf Null zurück. Die Dosierschaltung 46 ist dazu erforderlich, daß die gleiche Hubvergleichsschaltung 22 mit verschiedenen Größen der Einrichtung für die Hin- und Herbewegung verwendet werden kann, die eine verschiedene Zahl von Impulsen pro Hub erzeugen. So zählt der Zähler von 000 bis 099 bei seinem Aufwärts- oder Auswärtshub, und von 100 bis 199 bei seinem Abwärts- oder Rückhub. Der Zähler 47 ist so ausgelegt, daß er längs der Linie 50 ein Lignal an den Arbeitshubspeicher 48 liefert, und das Ausgangssignal für die höchstwertige Ziffer des Zählers wird dazu verwendet, den Speicher 48 so zu steuern, daß beim Signal "O¹¹ -die "aufwärts"-Werte der Vergleichs- . schaltung 49 zugeführt werden, und daß beim Signal "1" die "abwärts"-Werte verwendet werden. Die Ausgangssignale von 00 bis 99 des Zählers werden dem anderen Eingang der Vergleichsschaltung 49 zugeführt. Die Vergleichsschaltung ist 2-stufig und die erste Stufe vergleicht den Zählerausgang mit einem Wert vom Speicher 48, der die Einschaltpunkte der Spritzpistole festlegt. Die zweite Stufe vergleicht den Zählerausgang mit einem Wert vom Speicher 48,

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der die Ausschaltpunkte der Spritzpistole festlegt. Der Ausgang der ersten Ltufe schaltet auf einen ¹¹LIN"-Zustand um, wenn der gezählte Wert größer wird als der gespeicherte Wert. Der Ausgang der zweiten Stufe schaltet auf den "AUS"-Zustand um, wenn der gezählte Wert größer wird als der gespeicherte Wert. Diese beiden Lignale werden einem logischen "UND"-Gatter 51 zugeführt, das ein "EIN"-Signal erzeugt, wenn beide EingangsSignaIe auf "EIN" stehen. Dieses Ausgangssignal vom logischen Gatter 51 wird zur Steuerung des Magnetventils 26 der Spritzpistole verwendet.

Wenn man die Spritzpistole auf eine andere Hublänge umstellen will, z.B. wenn der Gegenstand in eine neue Stellung vorrückt, so daß der zu spritzende Bereich des Gegenstandes größer oder kleiner ist als der vorausgehende Teil desselben, sendet die programmierbare logische Steuerung 21 ein entsprechendes anderes kodiertes Signal an die Hubvergleichsschaltung, und sofort wird ein neuer Arbeitshub für die Spritzpistole verwendet. Wenn die Hin- und Herbewegungen aufhören und die Spritzpistole in der Bezugslage zum Stillstand kommen soll, sendet die programmierbare logische Steuerung 21 ein Stop-Signal. Dieses Signal erreicht eine Hub-Wählschaltung 52, die das Signal dekodiert und anstelle einer Reihe von Arbeitshubwerten vom Speicher 4b zur Vergleichsschaltung 49 zu übertragen, den gespeicherten "auto-stop"-Wert wählt. Dies ist der Wert für denjenigen Punkt des Kreislaufs, an dem der Motor für die Hin- und Herbewegung ausgeschaltet und abgebremst werden muß, damit er in der Bezugslage zum Stillstand kommt. Die Vergleichsschaltung vergleicht nunmehr den "auto-stop"-Wert mit dem gezählten Wert des Fühlers 23, und wenn beide Werte gleich sind, liefert sie einen Ausgangsimpuls auf der Leitung 53, das mit dem ,,ursprünglichen dekodierten Stop-Signal getastet

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und dann in einem Speicher 54 als das "auto-stop"-Steuersignal gespeichert wird. Dieses "auto-stop"-Steuersignal wird über die Leitung 55 zur Schnittstelle 30 im sicheren Bereich und zur programmierbaren logischen Steuerung 21 geführt.

Möglicherweise wird es unter Prüfbedingungen erforderlich, die Hubwahl und die Steuerung für die Hin- und Herbewegung örtlich an der Spritzpistolenmaschine in der Spritzkabine zu betätigen. Für diesen Zweck ist ein "auto-test"-Wählschalter 56 vorgesehen, der durch ein Signal auf der Leitung 57 von der Schnittstelle 30 im sicheren Bereich in die "test"-Stellung geschaltet werden kann. Dann kann die gewünschte Hublänge durch eine Zahl an einem binär verschlüsselten Schalter gewählt werden. Die Hin- und Herbewegung wird durch Handbetätigung eines "START"- und "STOP"-Knopfes 58 und 59 in Gang gesetzt und abgestellt.

Das Magnetventil 26 zur Steuerung der Spritzpistole ist ein Standardgerät mit niedriger Leistung und Eigensicherheit, das für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen ("zone 1") geeignet ist.

Wie bereits erwähnt ist die oben beschriebene HubSteuerungs-Baugruppe für die vertikalen und die horizontalen Spritzpistolen verwendbar.- Die horizontale Spritzpistole 18 besitzt jedoch eine zusätzliche Höhensteuerungs-Baugruppe, die nachstehend in Bezug auf Fig. 5, 6 und 7 beschrieben wird.

Die wesentlichen Bestandteile werden in Fig. 5 gezeigt. Sie umfassen eine Schnittstelle 30, die im sicheren Bereich 28 untergebracht und mit der programmierbaren logi-

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sehen Steuerung 21 verbunden ist. Der Ausgang der Schnittstelle 30 ist durch die Leitung 61 mit dem zweiten Teil der Steuereinrichtung verbunden, die im explosionsgefärrdeten Bereich 29 untergebracht ist. Dieser besteht aus einer Vergleichsschaltung 62 für die Höhensteuerung, die so ausgelegt ist, daß sie ein Eingangssignal von einem Höhenkodierer 63 aufnimmt und ein Ausgangssignal an ein Magnetventil 64 zum Anheben und an ein Magnetventil 65 zum Absenken liefert. Die Magnetventile 64 und 65 sind so angeordnet, daß sie den Luftmotor steuern und eine Schwenkbewegung des in Fig. 1 gezeigten Armes 19 verursachen, so daß die Spritzpistole 18 angehoben oder abgesenkt wird. Die Magnetventile 64 und 65 sind ebenfalls Standard-Magnetventile mit niedriger Leistung und für die Verwendung in explosionsgefährdeten Bereichen (Zone 1) geeignet. Der Höhenkodierer 63 ist so ausgelegt, daß er ein elektrisches Ausgangssignal abgibt, das die gemessene Höhe der Spritzpistole 1<J anzeigt. Der Kodierer besteht aus einer dünnen Metallscheibe 66, die so angeordnet ist, daß sie sich dreht, wenn sich der Arm 19 hebt oder senkt. In der Scheibe ist ein Schlitzmuster in vier ringförmigen Spuren 67, 68, 69 und 70 eingeätzt. Die Scheibe ist in 18 gleiche Segmente unterteilt, von denen 16 jeweils in den vier Spuren, die das Segment durchqueren, eine individuell verschiedene Anordnung von Schlitzen und schlitzfreien Bereichen aufweisen.." Zwei Segmente bleiben unbenutzt und dienen als Pufferzone zwischen dem ersten und letzten Segment. Somit sind 16 Segmente mit dem Binärkode für 0 bis 15 sequentiell kodiert. Die Scheibe wird mit Hilfe von vier Infrarotsendern 72 "gelesen", dia auf einer Seite der Scheibe angeordnet sind, durch deren Schlitze die Strahlungsenergie zu vier Infrarotfühlern 73 durchtritt, die auf der.anderen Seite der Scheibe angeordnet sind.

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Jedes Infrarotsender/Infrarotfühler-Paar ist auf eine bestimmte Spur ausgerichtet und tastet die Schlitze oder schlitzfreien Bereiche eines jeden Segments ab, wenn sich die Scheibe dreht. Somit stellen die Ausgangssignale der Infrarotfühler 73 die Winkelstellung der Scheibe mit 16 möglichen Stellungen dar. Die Scheibe ist mechanisch mit dem Hebe- und Senkmechanismus so gekoppelt, daß die 16 Stellungen 16 Höhenangaben des Spritzpistolenarms 19 von oben nach unten anzeigen. Ein fünfter Lichtsender 74 und Lichtfühler 75 ist in die Schaltung einbezogen, .wird jedoch nicht von der Scheibe unterbrochen, so daß der Ausgang des Fühlers 75 einem dauernden "EIN"-Zustand entspricht und dazu verwendet wird, auf den einwandfreien Betrieb der gesamten Kodiereinrichtung zu schließen, da der gleiche Steuerstrom alle fünf Sender durchfließt. Dieser Steuerstrom kommt von der Vergleichsschaltung 62 für die Höhensteuerung, die ausführlicher in Fig. 6 gezeigt wird. Die Vergleichsschaltung 62 umfaßt eine größer/kleiner-Vergleichsschaltung 80, welche die Ausgangssignale vom Höhenkodierer 63 empfängt. Diese verstärkt die Signale auf einen Standard-Logikpegel und vergleicht ihren Wert mit den vom "auto-test"-Wahlschalter 61 gelieferten Signalen. In der Betriebsart "auto" wird die Soll-Höhe in verschlüsselter Form von der programmierbaren logischen Steuerung 21 empfangen und an die Vergleichsschaltung 80 weitergegeben. Die Vergleichsschaltung gibt dann einen von drei möglichen Ausgangswerten ab. Wenn die Soll-Höhe größer ist als die Ist-Höhe, wird eine Hebeanweisung an das Hebe-Magnetventil 64 gegeben. Wenn die Soll-Höhe niedriger ist als die Ist-Höhe, wird eine Senkanweisung an das Senk-Magnetventil 65 gegeben. Wenn Soll-Höhe und Ist-Höhe gleich sind, wird keines der beiden Ventile 64 oder 65 be tätigt.κ*

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Zwei gleiche Prüfschaltungen sind in die Vergleichsschaltung 62 einbezogen. Die eine nimmt die kodierten Lignale für die Soll-Höhe am Eingang der Vergleichsschaltung 80 auf, dekodiert sie und steuert ein Anzeige-Tableau mit 16 Lampen an. Auf diese Vfeise wird die Ist-Höhe des Spritzpistolenarms eindeutig durch diese 16 numerierten Lampen angezeigt. Die andere Prüfschaltung nimmt die kodierten Signale für die Soll-Höhe auf, die am anderen Eingang der Vergleichsschaltung anliegen, dekodiert sie und zeigt die Soll-Höhe ebenfalls eindeutig durch eine der 16 Lampen an. Die Lampen sind Leuchtdioden mit niedriger Leistungsaufnahme und hoher Leuehtstärke.

Um die Höhensteuer-Baugruppe örtlich an den Spritzpistolenmaschinen in der Spritzkabine zu prüfen, wird die "auto-test"-¥ahlschaltung durch Betätigung eines "test"-Schalters 82 in die "test"-Stellung gebracht. Die Soll-Höhe wird an einem Schalter mit 16 Stellungen eingestellt, und das entsprechende Hebe- oder Senk-Signal wird sofort dem Magnetventil zugeführt, um den tpritzpistolenarm in die gewünschte Höhe zu bringen.

Aus dem oben beschriebenen Beispiel wird ersichtlich, daß ein wesentlicher Teil der ΒΐβμεΓβϊηΓίοΙιΐΐΗ^ aus dem vorgenannten zweiten Teil derselben besteht, der im explosionsgefährdeten Bereich untergebracht ist. Daraus ergibt sich, daß ein kleiner Teil der Steuereinrichtung ausserhalb des explosionsgefährdeten Bereiches untergebracht ist, und daß demzufolge komplizierte und kostspielige Verbindungskanäle zwischen den innerhalb■und außerhalb des explosionsgefährdeten Bereichs liegenden Räumen vermieden werden. Desgleichen sind die Geräte, die im explosionsgefährdeten Bereich untergebracht sind, im wesentlichen

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aus integrierten C-MOS-Schaltungen aufgebaut, die einen sicheren Betrieb im explosionsgefährdeten Bereich ohne Verwendung von feuersicheren und explosionsgeschützten Gehäusen gewährleisten.

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Claims

PA TENT ANSPRÜCI1L·

1.) Vorrichtung zum automatischen Spritzlackieren, bestehend aus einer Spritzpistole, um Lack auf einen zu beschichtenden Gegenstand zu sprühen, einer Einrichtung, die eine Hin- und Herbewegung der Spritzpistole bewirkt, einer Ventileinrichtung zun Steuern des Furir-ustritts durch die Spritzpistole und einer automatischen Steuerung iür den Betrieb der Ventileinrichtung während des Arbeitshubes der Spritzpistole, dadurch gekennzeichnet, daß die futonatischc Steuerung ί ur- zvei Teilen besteht, von denen der erste eine programmierbare Steuereinrichtung (21) dtrstellt, um den gewünschten Arbeitsablauf der Ventileinrichtung (26) zu bestimmen, und der zweite Teil eine Einrichtung zur Stellungsanzeige (23, 2A) enthält; die ein elektrisches digitales Signal erzeugt, das der .. teilung der Spritzpistole (17) bei ihrem Arbeitshub entspricht, und eine \'erfleichseinrichtung (22), um das Signal von der Einrichtung zur Stellungsanzeige mit Bezugssignalen zu vergleichen, den Arbeitsablauf der Ventileinrichtung (26) während des Arbeitt·-- hubs zu bestimmen und einen Ausgang zur Steuerung der Ventileinrichtung in Abhängigkeit von der Stellung der Spritzpistole zu liefern, wobei die Einrichtung für die Hin- und Herbewegung,- die Ventileinrichtung (26) und der zweite Teil der automatischen Steuerung zum Einbau im explosionsgefährdeten Bereich (29) des Farbspritzrcums vorgesehen sind.

Postscheckkonto: Karlsruhe 76979-75

Te^afik AG Villingen (BLZ 69470039) 146332

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2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Teil (21, 26) der automatischen Steuerung zur Unterbringung außerhalb des explosionsgefährdeten Bereichs

(29) vorgesehen ist und eine entsprechende Schnittstelle

(30) zur Verbindung des ersten und zweiten Teils der automatischen Steuerung enthält.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnittstelle (30) eine Stromversorgung (35) für den zweiten Teil der automatischen Steuerung liefert, die eine Eigensicherheits-Trenneinrichtung (36) enthält.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnittstelle (30) eine Zahl von Ein- und Ausgangskanälen (3o, 39) für die gegenseitige Verbindung des ersten und zweiten Teils der automatischen Steuerung liefert.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Kanal einen optisch gekoppelten Richtleiter (42, 43) enthält.

6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Teil der automatischen Steuerung eine programmierbare logische Steuerung (21) enthält.

7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Stellungsanzeige einen Impulsgenerator (23) enthält, um Impulse zu erzeugen, wenn die Spritzpistole (17, Ii-O sich über ihren Arbeitshubweg bewegt, sov/ie eine Zähleinrichtung (47) zum Zählen dieser Impulse.

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8. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Teil der automatischen Steuerung einen Speicher (4S) enthält, um das Bezugssignal zu speichern, und daß die Vergleichseinrichtung (49) so ausgelegt ist, daß sie Signale sowohl vom Speicher air, von der Einrichtung zur Stellungsanzeige erhält.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher (48) so ausgelegt ist, daß er Bezugssignale speichert, die einarZahl möglicher Spritzhublängen für die Spritzpistole entsprechen und daß der erste Teil der automatischen Steuerung so ausgelegt ist, daß sie bestimmt, welche Bezugssignale für die Hublänge in die Vergleichseinrichtung eingespeist werden sollen.

10. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichseinrichtung (49) eine größer/kleiner-Vergleichsschaltung ist, die so ausgelegt ist, daß sie feststellt, ob das Signal von der Einrichtung zur Stellungsanzeige (23, 24, 47) größer oder kleiner ist als das Bezugssignal und ein entsprechendes Ausgangssignal liefert.

11. Automatische Farbspritzvorrichtung, bestehend aus einer Spritzkabine mit einer oder mehreren Spritzpistolen als Teil einer Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei jeder Spritzpistole eine Einrichtung zur Hin- und Herbewegung, eine Ventileinrichtung und eine automatische Steuerung zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Teil (21, 30) jeder automatischen Steuerung außerhalb der Spritzkabine (11) und der

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zweite Teil (22,23,24,25,26) jeder automatischen steuerung innerhalb der Spritzkabine angeordnet ist, und daß die Vorrichtung eine Förderanlage (13) für den Transport einer Reihe von Gegenständen durch die Spritzkabine enthält.

9099U/0864

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