油漆材料切换路径和颜色转换器

摘要

本发明涉及油漆材料切换路径（70），包括：第一阀控件（12、72）和第二阀控件（18、74），其分别具有输入端（14、20）和输出端（16、22）；在输出端（16）和输入端（20）之间的中空圆柱式的中间件（24、76）；第一阀控件的输入端与受到压力作用的油漆材料供应装置（25）形成连接；以及可选的可调压的集流通道（26、78），第二阀控件的输出端通入到其中。还包括：获取中空圆柱式的中间件的压力情况的装置（28、80）；以及评估装置（30、82），其通过在泄漏检测的开始、于各个阀控件的输入端和输出端之间得到压力差（64）、结合获取到的压力的随时间变化的曲线（52）检测阀控件至少之一的泄漏。本发明还涉及油漆材料切换路径的颜色转换器以及用于泄漏检测的方法。

说明书

技术领域

本发明涉及一种油漆材料切换路径，包括：第一阀控件和第二 阀控件，这些阀控件分别具有各一个输入端和各一个输出端；设置在 第一阀控件的输出端和第二阀控件的输入端之间的中空圆柱式的中 间件；其中，第一阀控件的输入端在此与持续受到压力作用的油漆材 料供应装置形成连接；以及，可选的可调压的集流通道，第二阀控件 的输出端通入到集流通道中。本发明还涉及一种具有这种油漆材料切 换路径的颜色转换器以及一种相应的用于泄漏检测的方法。

背景技术

通常公知的，在工业涂漆设备中，特别是在汽车工业领域，采 用具有多种不同颜色的油漆材料用于对工件、例如汽车车身进行涂层 处理。根据各个制造商的商标可以采用例如10种不同的颜色，或也 可以采用15种以及更多种颜色。工件的涂漆处理多数借助于涂漆机 器人来完成，该涂漆机器人设置在经调温的涂漆室中。典型地，使工 件经由运输装置进入到涂漆室中，然后在涂漆室中由涂漆机器人进行 涂层处理。接下来，在运输装置上的待涂上各种颜色的工件的顺序多 数情况通过整个生产流程而预先设定。因此，各个涂漆机器人的频繁 的颜色转换是必不可少的。所需要的颜色转换的数量可以是每个工件 或工件载体在60s-80s的典型周期时间内转换一次，每天和每个机器 人进行几百次。

在现有技术的颜色转换器中，多条油漆材料供给软管经由相应 的阀通入到一个共同的集流通道中。该集流通道在一端封闭，而在另 一端通过软管连接件与一个喷雾器形成流体技术连接。在该颜色转换 器中，首先将在共同的集流通道、软管连接件以及喷雾器中的油漆材 料作为废料挤出，然后在对该路径进行冲洗，之后可以再压入新的油 漆材料。

对于颜色转换器，在任何情况下都要避免颜色拖延。颜色拖延 指的是第一种油漆材料侵入到第二种油漆材料中，即使是非常少量的 侵入。颜色拖延由于彼此不希望的颜色混合能够造成对涂漆结果的重 大破坏，例如将极少量的红颜色混入白颜色中，那么例如会显现出粉 红色。为了避免这样的颜色拖延，对于每一种颜色都要使集流通道相 应地进行彻底清洗。

尽管实施相应的清洗措施，但是仍然可能出现颜色拖延现象， 比如其中一个切换阀发生泄漏，也就是说，尽管实际上处于闭合的切 换状态但是仍然有很少量的油漆材料从各自的供给管道进入到集流 通道中。由于阀的泄漏，公知的用于进一步降低颜色拖延危险的方式 是，以双重设置的形式对串联的两个阀或阀控件进行切换，并且是同 步切换。这里，只有在两个串联的阀控件都出现故障时才导致整个设 置结构的泄漏。

因为两个阀具有相同的切换周期，并由此可能出现两个阀的同 步磨损和故障，所以由阀控件串联而成的油漆材料切换路径也只能在 一定程度上提高安全性。

特别是还有这样的缺陷，即，在这样的油漆材料切换路径上， 阀或阀控件的泄漏不易被发现，或是仅在已经出现缺陷的经涂层的工 件上才能发现，而使工件成为次品。

发明内容

基于现有技术，本发明的目的是提高一种油漆材料切换路径， 以及一种具有提前且可靠识别泄漏功能的颜色转换器以及一种相应 采用的方法。

上述目的通过开始所述类型的一种油漆材料切换路径来实现。 该油漆材料切换路径的特征在于，还包括：用于获取在所述中空圆柱 式的中间件的压力情况的装置；以及，评估装置，该评估装置通过在 泄漏检测的开始、于各个阀控件的输入端和输出端之间得到压力差的 情况下、结合获取到的压力的随时间变化的曲线来检测两个阀控件至 少之一的泄漏。

本发明的基本构思是，这样改善公知的串联的阀控件，即，结 合于中空圆柱式中间件中测量到的压力状态的变化而实现对泄漏的 识别，该中间件用作连接件，在泄漏识别过程中使中间件在两侧用阀 来封闭。对此，首先在待检测的阀的输入端和输出端之间构建一个压 力差。压力差的构建可以通过多种方式来实现。

一方面，可以首先使通入到集流通道中的第二个阀闭合，从而 使油漆材料供给装置、包括在中空圆柱形的中间件内的整体压力例如 达到8bar。在这种情况下不对集流通道加压，从而在第二个阀的输 入端和输出端之间产生约8bar的压力差。然后再闭合第一个阀，以 使管状的中间件从两侧进行密封。在第二个阀发生泄漏时，由于压力 差会使溢出的油漆材料经由该故障阀流入到集流通道中，从而在管状 的中间件中将产生压力降或压力变化。由油漆材料供给装置流出的材 料的替换同样受到闭合的第一个阀的禁止。因此，可以通过测量管状 的中间件内的压力情况或压力降，以有利的方式检测到第二个阀的泄 漏。

然而还可以检测第一个阀的泄漏，即，使管状的中间件不受压， 并且然后使中间件从两侧用阀隔离。这一点由此实现，即，首先将第 一个阀闭合，同时使第二个阀打开，并且使集流通道同样切换至不加 压状态。由此可以使管状的中间件中的瞬时压力在集流通道中释放。 然后使第二个阀也闭合，从而在使阀门完全闭合的情况下使管状的中 间件保持不加压。在第一个阀出现泄漏的情况下，油漆材料从受到压 力作用的供给管道侵入到中间件中。在该中间件中产生变化的压力升 高，因为形成的压力由于闭合的第二个阀而不能够传递到中间件中。 因此，在这种边界条件下通过测量管状的中间件内的压力情况或压力 升高，能够以有利的方式检测到第一个阀的泄漏。

相应地，在不需要准确获得哪个阀出现泄漏的条件下，还可以 从两侧通过由外界在中间空间上产生的压力而检测两个阀其中之一 的缺陷。对此，再次首先使第一个阀闭合，在集流通道不受压的情况 下第二个阀打开。然后使第二个阀闭合。这时可以使集流通道通常再 次受到压力作用，例如通过使压力在另一种油漆材料的涂漆过程中从 另一条油漆切换路径引入。那么，在管状的中间件中的压力升高就成 为用于探测与该中间件邻接的两个阀中至少一个出现缺陷的标准。

而另一方面，可能的缺陷（诸如：没有获知，两个阀中具体哪 一个出现缺陷）还可以由此得到解决，即，这样的泄漏识别可以在涂 漆过程中来进行，也就是指另一种油漆经由另一条油漆切换路径、通 过集流通道流入，并由集流通道例如流到喷雾器。那么，集流通道因 此不可避免地受到压力作用。这里以有利的方式使涂漆周期的整体时 间，例如60s-80s，用于识别所测得的压力的变化情况，而不需要必 须打断连续的涂漆运行过程。

有利的方案，使管状的中间件设计成具有一定的弹性，用以及 时矫正压力升高，并由此实现更好的探测性能，例如使中间件形成为 软管件。当然，也可以采用例如由不锈钢材料构成的管件。

作为用于获取管状中间件内压力的配件例如可以采用商业上常 用的压力传感器。该压力传感器产生连续的测量信号，该测量信号然 后传递到评估装置，例如计算装置亦或是控制计算器。对此，该评估 装置需要两个阀的切换状态的信息，由此才能够在两个阀闭合的情况 下进行泄漏检测的压力测量。这些信息例如经由相应的信号导线供给 评估装置使用。信号导线可以直接与阀连接，然而还可以通过耦连一 个中央控制系统来实现，该中央控制系统例如控制整个生产线或至少 一个涂漆室的颜料供给。在探测到泄漏的情况下，优选生成和发出报 警提示或故障提示，从而能够促使维修人员更换出现故障的阀。

为了形成各种所需的起始压力关系，例如使两个闭合中间件的 阀之间的切换过程之间在1s-2s的时间内，从而在该时间段内或者可 以实现压力生成，或者实现压力释放。用于压力变化的测量时间典型 地尽可能长，从而通过相应的多累积的压力变化而实现尽可能高的精 确度，其中例如60s足以实现该过程。

根据本发明另一个有利的结构方案，两个阀控件在此设置成在 泄漏检测过程中闭合。由此，管状的中间件从两侧密封，从而在正常 发挥作用的阀上接下来保持一个恒定的压力，该压力随后作为标准用 于各个正常工作的阀。

根据本发明的一个优选的实施方案，阀控件通过评估装置来进 行切换。由此通过评估装置自动实现了对于泄漏检测的简单操作或控 制，该评估装置以一定顺序控制阀，该顺序对于各个泄漏检测位置是 必不可少的。以特别优选的方式，将评估装置集成设置在本来用于控 制颜料供给或者还用于其它设备构件的控制计算器中。然而，控制计 算器还可以例如为机器人控制器，在此，机器人控制器除了控制所对 应的机器人的实际运动顺序之外还控制机器人的颜料供给。必不可少 的控制导线典型地原本就存在，从而作为额外的成本则仅需要一个压 力传感器、对应的通讯导线以及控制软件的程序方面的配备。

根据另一个本发明的变化方案，设有额外的阀控件，通过额外 的阀控件使集流通道可选地受到压力调节，额外的阀控件通过评估装 置来切换。本发明的油漆材料切换路径典型地形成为颜色转换器的多 条供给支路。在此设有一个共同的集流通道，在多条油漆材料切换路 径通入到该集流通道中。对于颜色转换器，典型适宜地还可以设有空 气管道和/或溶剂管道，这些管道可切换地经由各个额外的阀而通入 到集流通道中。同理，通向喷雾器或其它颜色分配站的集流通道的出 口通常也可以借由阀进行关闭，该阀还可以直接设置在喷雾器中而作 为主针阀。由此可以在没有油漆材料或溶剂流入的情况下而在集流通 道中实现压力释放，即，通过打开集流通道出口的阀来实现。为了在 集流通道中构建压力，优选使本发明的一条油漆材料切换路径敞开， 其中，然后无论在出口阀打开或是闭合情况下都在集流通道中形成压 力。

根据本发明，为了实现所述目的适宜地提供一种颜色转换器， 其包括多条根据权利要求1至4中任意一项所述的油漆材料切换路 径，并且这些油漆材料切换路径通入一个共同的集流通道中。这种颜 色转换器表现为具有特别高的可靠性，在工件涂层之前就能够探测到 阀的故障，从而避免由于出现故障的阀控件而导致产生颜色拖延的废 品。

在特别优选的方案中，设置一个共同的评估装置用以检测颜色 转换器的油漆材料切换路径的泄漏。由此以优选的方式减少了控制成 本。作为另一优选方案，使本发明的颜色转换器完全设置在设备控制 装置中，从而使该设备控制装置例如通过一个共同的本身存在的控制 计算器而受到监控，该控制计算器例如用于涂漆室。然而这里还可以 采用另一个优选变化方案，通过本身存在的机器人控制器来控制和监 视本发明的颜色转换器。

用于使本发明的颜色转换器集成设置在颜料供给系统中的其它 优选结构方案还在于，例如通过适宜的连接装置设置共同的集流通道 用以连接油漆材料的喷雾器。同理，为颜色转换器设置这样的部件， 该部件利用溶剂或空气-溶剂混合物进行冲洗。该方案特别适用于相 应的供给管道，这些供给管道经由各自的阀控件通入到共同的集流通 道中。

本发明的目的还通过一种用于对根据权利要求1至4中任意一 项所述的油漆材料切换路径的阀控件进行泄漏检测的方法来实现，其 特征在于，该方法包括以下步骤：

●根据需要闭合待检测的第一阀控件；

●在第二阀控件打开的条件下建立待检测的闭合的第一阀控 件的输入端和输出端之间的压力差；

●闭合第二阀控件；

●检测在密封的软管路径中随时间变化的压力曲线；

●在产生变化的压力曲线阶段探测待检测的第一阀控件是否 存在缺陷。

如上文所述，这里的基本原理是提供管状的中间件内的压力情 况，之后该中间件从两侧由阀控件密封，从而无论与外界压力情况是 否相同，在完全闭合阀控件时始终保持一个恒定的内部压力。因此， 压力升高或压力损失成为任意一个阀的泄漏的指标。

为了对第二阀控件进行泄漏检测，可以通过上文所述相类似的 方法来确定第二阀控件是否泄漏。还可以使两种变化方案相结合，其 中，首先使管状的中间件处于不受压状态，然后从两侧封闭。然而对 于这种情况，即，在两侧由外界分别施加压力，当例如通过本发明颜 色转换器的一个共同的集流通道直接流有另一种油漆材料，在探测泄 漏时不能确定究竟是邻接的两个阀控件中的哪一个出现故障。然而在 这种情况下，以优选的方式可以实现在运行的涂漆操作过程中对于泄 漏的检测。

其它优选的实施方案在从属权利要求中给出。

附图说明

结合附图所示的实施例对本发明、其它实施形式以及其它优势 进行详细说明。

图中示出了：

图1为具有颜料供给系统的油漆材料切换路径第一实施例的示 意图；

图2为流程图；以及

图3为油漆材料切换路径的第二实施例的示意图。

附图标记说明

10    具有颜料供应系统的油漆材料切换路径的示例

12    第一阀控件

14    第一阀控件的输入端

16    第一阀控件的输出端

18    第二阀控件

20    第二阀控件的输入端

22    第二阀控件的输出端

24    中空圆柱式的中间件

25    承压的油漆材料供应装置

26    可调压的集流通道

28    用于获取软管压力情况的装置

30    评估装置

32    第一控制导线

34    第二控制导线

36    通讯导线

38    脉冲式空气供给管道

40    额外的第一阀控件

42    溶剂供给管道

44    额外的第二阀控件

46    额外的第三阀控件

48    油漆材料的喷雾器

50    流程图

52    随时间变化的压力曲线

54    变化

56    第一阀控件的切换时间点

58    第二阀控件的切换时间点

60    第一阀控件的切换状态的随时间变化的曲线

62    第二阀控件的切换状态的随时间变化的曲线

64    压力差

70    油漆材料切换路径的示例

72    第一阀控件

74    第二阀控件

76    中空圆柱式的中间件

78    可调压的集流通道

80    用于获取软管压力情况的装置

82    评估装置

具体实施方式

图1示例性示出了具有颜料供应系统的油漆材料切换路径的示 意图，该油漆材料切换路径用附图标记10表示。第一阀控件12以其 输入端14与一个承压的油漆材料供应装置25相连接。该油漆材料供 应装置为一个高压软管，该高压软管通向未示出的环形管道，在该高 压软管中具有蓝颜色的油漆材料，该油漆材料处于例如6bar的压力 条件下。第一阀控件12以其输出端16与一个中空圆柱式的中间件 24的一端密封连接，该中间件的另一端与第二阀控件18的输入端20 密封连接。该第二阀控件的输出端22与可调压的集流通道26密封连 接。由此，大体上由两个阀控件12、18以及位于它们之间的类似管 状的中间件24构成一条油漆材料切换路径，其中的中间件例如可以 形成为软管件。

在集流通道26中还通入有脉冲式空气供给管道38和溶剂供给 管道42，这两条管道分别由各一个阀控件40、44进行控制。在用于 颜色转换的条件下，这两条管道特别用于清洗集流通道26，因此这 两条管道在集流通道的端部通入到该集流通道中。此外，也可以采用 在图中未示出的其它相同构造的油漆材料切换路径，这些油漆材料切 换路径同样通入到该集流通道26中，并令这些油漆材料具有不同的 颜色。在液流技术方面，集流通道26的出口与一个油漆材料的喷雾 器48连接，通过该喷雾器将可能经由敞开的油漆材料切换路径流入 并由集流通道26的出口再次流出的油漆材料进行喷射。喷雾器48 与集流通道26之间的连接由另一个阀控件46来进行开关操作。

根据各个阀控件的切换状态可使集流通道26分别置于压力作用 下。当其中一条油漆材料切换路径敞开并且环形管道一侧的压力随之 也传递到集流通道26上时，那么该集流通道就处于压力条件下。额 外用于冲洗处理的阀控件40、44除了在冲洗处理的情况下以外均处 于闭合状态。即使在第三个阀控件46打开的情况下，即，油漆材料 从集流通道26流到喷雾器48时，集流通道26中仍具有增大的压力。 接下来，集流通道26主要由此实现完全的压力释放，即，通入到该 集流通道中的切换路径都不再敞开，同时第三阀控件46打开。

评估装置30经由对应的控制导线32、34分别与第一阀控件12 和第二阀控件18连接。这样既实现了由评估装置30对阀控件12、 18进行控制，又实现了阀控件12、18的经由各自切换状态的反馈。 此外，为了获取形成为软管件的中空圆柱式的中间件24的情况而采 用的部件为商业上惯用的压力传感器。在此，该压力传感器设置用于 将软管件内部的压力的连续测量值经由通讯导线36传递给评估装置 30。对此，评估装置30还设置用于控制额外的阀控件40、44、46。 优选，评估装置30是原本已有的机器人控制器的一部分，因此该机 器人控制器不仅控制所对应的机器人的运动，而且还控制机器人的颜 料供给。

图2示意性示出了流程图50，其中示出了一条油漆材料切换路 径的阀控件的泄漏检测过程，图3示出了该条油漆材料切换路径。

在位于上方的图示中，示意性示出了在类似管状的中间件中随 时间变化的压力曲线52。在位于中间的流程图中，示出了对应地与 一条油漆材料切换路径连接的第一阀控件的切换状态的随时间变化 的曲线60；而在位于下方的流程图中，示出了对应地通入到敞开的 集流通道中的第二阀控件的切换状态的随时间变化的曲线62。

在随时间变化的曲线的开始位置，第一阀控件V1和第二阀控件 V2打开，从而在类似管状的中间件中设定一个压力Pmax，该压力还 存在于所属的颜料供给管道中。到了下一个时间点，即，左侧的垂直 的虚线56所示的位置，供给管道一侧的阀控件V1闭合。因为随后不 再有新的油漆材料流入，所以中空圆柱式的中间件内的压力由于集流 通道一侧的处于常开状态的阀控件V2而释放至较小的环境压力 Pmin。因此，在第一阀控件V1的输入端和输出端之间形成压力差 Pmax-Pmin，如箭头64所示。然后到达用虚线58示出的时间点，集 流通道一侧的阀控件V2也闭合，从而使管状的中间件在两侧密封封 闭。

在继续的曲线阶段，由于阀控件V2的泄漏以及经由该阀控件形 成的压力差Pmax-Pmin，使油漆材料穿过泄漏的阀控件V2而侵入到 管状的中间件中。这样的过程在后续随时间变化的曲线阶段导致中间 件的内部压力增大，由此产生引起注意的变化54。由此，将该变化 作为一个标准值，根据本发明结合该标准值能够检测出第一阀控件 V1是否发生泄漏。

图3示意性示出了一条油漆材料切换路径，首先结合该油漆材 料切换路径对图2的流程图进行说明。第一阀控件72连接处于压力 Pmax状态下的油漆材料供给管道。在第一阀控件72和第二阀控件74 之间设有一个中空圆柱式的中间件76。第二阀控件74输出一侧与集 流通道78连接，该集流通道直接不受压力地切换至外部压力Pmi n 条件下。对此设有评估装置82，通过该评估装置实现两个阀控件72、 74的通讯，在该通讯过程中对于这两个阀控件的切换状态既能够进 行预设又能够进行访问。设置一个压力传感器80，用于获取形成为 软管件的中空圆柱式的中间件76的状态，并且该压力传感器经由数 据导线与评估装置82连接。