Instalación de pintado con una celda de medición para la medición del grosor de capa.

Instalación de pintado para el pintado en serie de componentes (6,

7), en especial de carrocerías de vehículosautomóviles, con

a) por lo menos una celda de pintado (1, 2), en la que los componentes (6, 7) son revestidos con una pinturacon un grosor de capa (dIST) determinado,

b) por lo menos una celda de medición (4, 5) para la medición del grosor de la capa (dIST) de la pintura sobre loscomponentes (6, 7) mediante por lo menos una fuente de radiación (22-24; 35) para la 10 irradiación de loscomponentes (6, 7) revestidos y con por lo menos un detector de radiación (22-24) para la detección de laradiación reflejada por los componentes (6, 7) irradiados, para determinar a partir de ella el grosor de la capa(dIST), así como con

c) un recorrido de transporte (3), a lo largo del cual son transportados los componentes (6, 7) que han de serpintados a través de la celda de pintado (1, 2) y a continuación a través de la celda de medición (4, 5),

d) irradiando la fuente de radiación (22-24; 35) superficialmente las superficies que se deben medir de loscomponentes (6, 7) pintados, y

e) midiendo superficialmente el detector de radiación (22-24) las superficies que se deben medir de loscomponentes (6, 7) pintados,

caracterizada porque

f) dicha por lo menos una fuente de radiación (22-24; 35) y dicho por lo menos un detector de radiación (22-24)están dispuestos en la celda de medición (4, 5) sobre una máquina de pórtico (16, 17), la cual cubre elrecorrido de transporte (3) y que es móvil a lo largo del recorrido de transporte.

Instalación de pintado con una celda de medición para la medición del grosor de capa.

La invención se refiere a una instalación de pintado para el pintado en serie de componentes, en especial de carrocerías de vehículos automóviles, según el preámbulo de la reivindicación principal.

Al estado de la técnica pertenecen las instalaciones de pintado para el pintado en serie de carrocerías de vehículos automóviles, en las cuales durante el funcionamiento de pintado se mide constantemente (“Online”) en una cabina de medición el grosor de la capa de la pintura aplicada. Para ello sirven aparatos de medición del grosor de la capa que funcionan sin contacto, que se basan en un principio fototérmico el cual, por ejemplo, se describe en el documento DE 195 20 788 C2. Estos aparatos de medición del grosor de capa conocidos irradian la superficie que debe medirse de las carrocerías de vehículos automóviles en la cabina de medición, de manera puntual, con un rayo láser en la banda de longitudes de onda no visibles, suministrándosele a la capa de pintura energía la cual es transformada en radiación térmica de la banda de onda larga y es detectada por un detector de radiación. A partir de la radiación reflejada se puede derivar el grosor de la capa.

En este tipo conocido de medición del grosor de la capa es desventajoso, en primer lugar, el hecho de que la medición tiene lugar únicamente de manera puntual, de manera que para una medición superficial del grosor de la capa se necesitan un gran número de mediciones individuales. De esta manera se mide en la actualidad, en cada carrocería de vehículo automóvil, el grosor de capa de la pintura aplicada en 60-100 puntos de medición, los cuales están repartidos por la carrocería de vehículo automóvil. El gran número de mediciones individuales necesarias exige, para una duración predeterminada de las mediciones individuales y un tiempo de secuencia asimismo predeterminado de la instalación de pintado, una longitud de cabina mínima determinada de la cabina de medición, necesitándose en la práctica longitudes de cabina de 5 a 7 metros, lo que dificulta la integración posterior de las cabinas de medición de este tipo en una instalación de pintado existente.

Otra desventaja de la medición de grosor de capa conocida descrita con anterioridad consiste en que, a causa de la densidad de energía necesaria, deben ser utilizados láseres los cuales, para una determinada combinación de potencia de irradiación, longitud de onda y divergencia del rayo láser, son peligrosos para los ojos y la piel. En especial en el caso de radiación láser en la banda de longitudes de onda no visible existe un peligro para el ojo humano, dado que el ojo no puede percibir entonces la radiación láser. En las instalaciones de pintado con esta medición el grosor de la capa conocidas la cabina de medición tiene que presentar, por lo tanto, una longitud de cabina mínima determinada, con el fin de impedir que el rayo láser pueda abandonar la cabina de medición.

En la medición del grosor de capa conocida se necesita por lo tanto, por diferentes motivos, una longitud de cabina relativamente grande de la cabina de medición, lo que dificulta o impide una integración posterior en una instalación de pintado existente.

A partir del documento US 7 220 966 B2 se conoce una instalación de pintado para el pintado de componentes de carrocería de vehículo automóvil, endureciéndose los componentes de carrocería de vehículo automóvil, tras el pintado, en un horno infrarrojo, y siendo medidos a continuación por un sensor infrarrojo con el fin de reconocer fallos de la pintura. Este procedimiento de medición conocido no hace posible o lo hace únicamente de forma insatisfactoria, sin embargo, la determinación del grosor de la capa de una pintura.

En el estado de la técnica deben mencionarse además los documentos DE 10 2006 009 912 A1, DE 197 49 984 C2, termografía de impulsos, Fraunhofer Allianz Vision, versión del 14 de Junio de 2007, DE 195 20 788 C2, EP 1 749 584 A1, GB 2 367 773 A, DE 195 17 494 C2, US 5 598 099 A y DE 197 56 467 A1.

Además hay que remitir con respecto al estado de la técnica al documento DE 101 38 167 A1, al DE 10 2006 009 912 A1, al DE 199 48 837 A1 y al JP 2001 116520 A.

Por último, el documento WO 96/07077 A1 da a conocer una instalación de pintado según el preámbulo de la reivindicación 1. En este caso la fuente de radiación y el detector de radiación no están dispuestos, sin embargo, en una máquina de pórtico móvil.

La invención se plantea por ello el problema de mejorar las instalaciones de pintado conocidas, correspondientemente, con una medición de grosor de capa. En especial es deseable reducir la longitud de cabina mínima de la cabina de medición, para que la cabina de medición o la celda de medición pueda ser integrada con posterioridad en una instalación de pintado existente.

Este problema se resuelve mediante una instalación de pintado según la invención según la reivindicación principal.

La invención comprende la enseñanza técnica general de llevar a cabo la medición del grosor de capa en una instalación de pintado de una manera nueva, con el fin de hacer posible una reducción de la longitud de cabina o de zona necesaria de la cabina de medición o de la zona de medición. Así, la invención prevé, en lugar de la irradiación puntual de la superficie de componente que se debe medir con radiación láser en la banda de longitudes de onda no visible, que las superficies de los componentes que se debe medir sean irradiadas de forma superficial (2dimensional) y medidas. Esto ofrece la ventaja de que el número necesario de mediciones individuales es reducido, lo que hace asimismo posible un acortamiento de la celda de medición y, gracias a ello, facilita una integración de la celda de medición en una instalación de pintado existente.

La superficie de componente que se debe medir se irradia preferentemente en la banda de longitudes de onda visible para lo cual se pueden utilizar, por ejemplo, luces de flash o lámparas de descarga gaseosa. La excitación de la superficie de componente que se debe medir no debe tener lugar, forzosamente, mediante luz, sino que puede tener lugar en general mediante radiación. Unas posibles fuentes de radiación son emisores de ultrasonidos, fuentes de luz, fuentes de luz de flash o diodos luminiscentes (LED) los cuales emiten luz no peligrosa, en lo que se refiere a la densidad de energía y longitud de onda.

La excitación mediante radiación de la superficie que se debe medir puede tener lugar además, de manera opcional, en forma de pulsos individuales, secuencias de pulsos, de forma modulada o continua.

Por un lado, la irradiación de las superficies de componente que se debe medir con luz visible ofrece la ventaja de que no existe peligro alguno para la salud, en la medida en que la potencia de la radiación es pequeña y la longitud de onda está formada de tal manera que las lunas de vidrio convencionales dan lugar a la absorción, de manera que la celda de medición puede ser más pequeña, dado que no se necesitan medidas para impedir una salida de la radiación láser que pone en riesgo la salud.

Por otro lado, la irradiación mediante una lámpara de flash o una lámpara de descarga gaseosa ofrece la ventaja, mencionada con anterioridad, de que la irradiación de las superficies de componentes que se debe medir tiene lugar de forma superficial (bidimensional) , de manera que en el marco de una única medición no solo se puede medir el grosor de la capa puntualmente sino sobre la superficie de medición determinada. Gracias a ello se puede reducir el número de las mediciones individuales necesarias lo que hace de nuevo posible un acortamiento de la celda de medición y facilita, gracias a ello, una integración de la celda de medición en una instalación de pintado existente.

La invención no está limitada a un tamaño determinado de la superficie de medición, si bien cabe mencionar que la superficie de medición es preferentemente mayor que 10 cm2, 50 cm2, 100 cm2, 250 cm2, 500 cm2, 1000 cm2, 1 m2 ó 2 m2. El concepto de superficie de medición, utilizado en el contexto de la invención, significa que el grosor de la capa se puede determinar, en el interior de la superficie de medición, de manera bidimensional en un único proceso de medición.

En caso de una medición mediante una cámara de infrarrojos se mide el grosor de la capa en cada píxel de la cámara de infrarrojos. Esto da lugar a muchos valores de grosor de capa por medición, en correspondencia con el número de los píxeles de la cámara infrarroja. Además se puede promediar localmente entre varios píxeles.

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1. Instalación de pintado para el pintado en serie de componentes (6, 7) , en especial de carrocerías de vehículos automóviles, con 5

a) por lo menos una celda de pintado (1, 2) , en la que los componentes (6, 7) son revestidos con una pintura con un grosor de capa (dIST) determinado,

b) por lo menos una celda de medición (4, 5) para la medición del grosor de la capa (dIST) de la pintura sobre los componentes (6, 7) mediante por lo menos una fuente de radiación (22-24; 35) para la irradiación de los componentes (6, 7) revestidos y con por lo menos un detector de radiación (22-24) para la detección de la radiación reflejada por los componentes (6, 7) irradiados, para determinar a partir de ella el grosor de la capa (dIST) , así como con c) un recorrido de transporte (3) , a lo largo del cual son transportados los componentes (6, 7) que han de ser pintados a través de la celda de pintado (1, 2) y a continuación a través de la celda de medición (4, 5) ,

d) irradiando la fuente de radiación (22-24; 35) superficialmente las superficies que se deben medir de los componentes (6, 7) pintados, y

e) midiendo superficialmente el detector de radiación (22-24) las superficies que se deben medir de los componentes (6, 7) pintados,

caracterizada porque 25

f) dicha por lo menos una fuente de radiación (22-24; 35) y dicho por lo menos un detector de radiación (22-24) están dispuestos en la celda de medición (4, 5) sobre una máquina de pórtico (16, 17) , la cual cubre el recorrido de transporte (3) y que es móvil a lo largo del recorrido de transporte.

2. Instalación de pintado según la reivindicación 1, caracterizada porque a) la fuente de radiación (22-24; 35) de la celda de medición (4, 5) es una lámpara de flash (35) o una lámpara de descarga gaseosa, y/o 35 b) el detector de radiación (22-24) es una cámara infrarroja, y/o c) la fuente de radiación (22-24; 35) de la celda de medición (4, 5) irradia luz en el espectro de longitudes de onda visible.

3. Instalación de pintado según una de las reivindicaciones anteriores,

caracterizada porque a) el detector de radiación (22-24) mide el grosor de la capa sobre el componente (6, 7) pintado en un único 45 procedimiento de medición a lo largo de una superficie de medición determinada, siendo la superficie de medición superior a 10 cm2, 50 cm2, 100 cm2, 250 cm2, 500 cm2, 1000 cm2, 1 m2 o 2 m2, o b) el detector de radiación (22-24) explora el grosor de la capa sobre los componentes (6, 7) pintados punto por punto, línea por línea y/o fila por fila.

4. Instalación de pintado según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la celda de medición (4, 5) y la celda de pintado (1, 2) presentan a lo largo del recorrido de transporte (3) en cada caso una longitud de zona (LM, LL) determinada, siendo la longitud de zona (LM) de la 55 celda de medición (4, 5) a) inferior a la longitud de zona (LL) de la celda de pintado (1, 2) , y/o b) inferior a 7 m, 5 m, 3 m, 2 m o 1 m.

5. Instalación de pintado según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque

a) en la celda de medición (4, 5) está dispuesta una guía (16) para el detector de radiación, de manera que el detector de radiación (23) puede adoptar, en dirección vertical y/o lateral, diferentes posiciones relativas con respecto a los componentes (6, 7) pintados, y/o b) en la celda de medición (4, 5) está previsto únicamente un solo detector de radiación (23) .

6. Instalación de pintado según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque a) los componentes (6, 7) que se deben pintar presentan en cada caso varias superficies parciales, las cuales presentan un ángulo entre sí, en especial superficies laterales, superficies de techo, superficies de capó, superficies frontales y superficies traseras,

b) el detector de radiación (22, 23) puede medir varias superficies parciales en cada caso desde una posición,

c) en la celda de medición (4, 5) está dispuesta una guía (16) para el detector de radiación (22-24) , de manera que el detector de radiación (22-24) puede adoptar, en dirección lateral y/o vertical, diferentes posiciones relativas con respecto a los componentes (6, 7) pintados, y/o d) en la celda de medición (4, 5) están previstos exactamente dos detectores de radiación (22, 23) .

7. Instalación de pintado según una de las reivindicaciones 1 a 4,

caracterizada porque a) en la celda de medición (4, 5) están previstos por lo menos tres detectores de radiación (22-24) ,

b) los detectores de radiación (22-24) están dispuestos en la celda de medición (4, 5) de manera fija en dirección vertical y lateral,

c) dos de los detectores de radiación (22, 24) están dispuestos lateralmente junto al recorrido de transporte (3) sobre lados diferentes y miden la radiación, que es reflejada por las superficies laterales de los componentes (6, 7) pintados, y/o d) uno de los detectores de radiación (23) está dispuesto por encima del recorrido de transporte (3) y mide la 35 radiación, que es reflejada por superficies horizontales, en especial por las superficies de techo y las superficies de capó, de los componentes (6, 7) pintados.

8. Instalación de pintado según una de las reivindicaciones anteriores,

caracterizada porque a) la máquina de pórtico (16, 17) se puede desplazar, mediante un dispositivo de desplazamiento controlable, a lo largo del recorrido de transporte (3) , y

b) el dispositivo de desplazamiento (17-20) es controlado por un control de instalación de manera que la fuente de radiación (22-24; 35) y/o el detector de radiación (22-24) se mueven sincrónicamente con respecto a los componentes (6, 7) pintados y en una posición relativa constante con respecto a los componentes (6, 7) pintados a lo largo del recorrido de transporte (3) .

9. Instalación de pintado según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada porque el detector de radiación (22-24; 35) está conectado con un ordenador de procesamiento de la imagen el cual

calcula el movimiento relativo entre los componentes (6, 7) pintados y el detector de radiación (22-24) .

10. Instalación de pintado según una de las reivindicaciones anteriores,

caracterizada porque a) está prevista una instalación de protección contra incendios (32-38) con por lo menos un sensor de incendios (32) , por lo menos un dispositivo de extinción (33) y una primera unidad de control (34) , estando la primera unidad de control (34) conectada en el lado de entrada con el sensor de incendios (32) , para identificar un incendio, mientras que la primera unidad de control (34) está conectada en el lado de salida con el dispositivo 65 de extinción (33) , para activar el dispositivo de extinción (33) en caso de incendio, y

b) la primera unidad de control (34) detecta si la fuente de radiación (35) irradia los componentes (6, 7) pintados, y porque la primera unidad de control (34) bloquea la activación del dispositivo de extinción (33) , mientras la fuente de radiación (35) irradia los componentes (6, 7) pintados.

11. Instalación de pintado según una de las reivindicaciones anteriores,

caracterizada porque a) la celda de medición (4, 5) presenta una entrada a través de la cual los componentes (6, 7) pintados son 10 transportados sobre el recorrido de transporte (3) al interior de la celda de medición (4, 5) , pudiendo cerrarse la entrada preferentemente con una puerta arrollable,

b) la celda de medición (4, 5) presenta una salida, a través de la cual los componentes (6, 7) pintados son transportados sobre el recorrido de transporte (3) fuera de la celda de medición (4, 5) , pudiendo cerrarse la 15 salida preferentemente con una puerta arrollable,

c) la entrada y/o la salida de la celda de medición (4, 5) presenta (n) una sección transversal de abertura variable para adaptar la sección transversal de abertura a la sección transversal de los componentes (6, 7) pintados.

12. Instalación de pintado según la reivindicación 11,

caracterizada porque presenta a) un dispositivo de aproximación (27) , que ajusta la sección transversal de abertura de la entrada y/o la salida 25 de la celda de medición (4, 5) de acuerdo con la sección transversal de los componentes (6, 7) pintados, y

b) una segunda unidad de control, la cual controla el dispositivo de aproximación (27) de acuerdo con la sección transversal predeterminada de los componentes (6, 7) pintados, y

c) un sensor de distancia conectado con la segunda unidad de control o un rejilla de luz (25, 26) para la determinación de la sección transversal de los componentes (6, 7) pintados, estando la segunda unidad de control conectada con el control de la instalación y obteniendo del control de la instalación las secciones transversales almacenadas de los componentes (6, 7) entrantes.

13. Instalación de pintado según una de las reivindicaciones anteriores,

caracterizada porque a) la fuente de radiación (22-24; 35) presenta un diafragma el cual limita la radiación sobre la superficie de 40 componente que se debe medir,

b) el diafragma presenta unas superficies interiores reflectantes, y/o c) a lo largo de recorrido de transporte (3) están dispuestas, una tras otra, varias celdas de pintado (1, 2) , y 45 d) después de cada una de las celdas de pintado (1, 2) está dispuesta en cada caso una celda de medición (4, 5) para la medición del grosor de capa.

14. Instalación de pintado según una de las reivindicaciones anteriores,

caracterizada porque presenta un circuito de regulación el cual

a) mide, como magnitud de regulación, el grosor de capa (dIST) de la pintura aplicada en la celda de medición (4, 5) sobre los componentes (6, 7) , 55 b) compara el grosor de capa (dIST) medido con un valor teórico (dSOLL) predeterminado del grosor de capa y determina una desviación teórico-real (Ld) , y

c) controla un dispositivo de aplicación (30) en la celda de pintado (1, 2) mediante un regulador (29) de acuerdo 60 con la desviación teórico-real (Ld) del grosor de la capa.