EP0459892B1 - Installation de projection de produit de revêtement pulvérisé à débit contrôlé - Google Patents

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EP0459892B1
EP0459892B1 EP91401378A EP91401378A EP0459892B1 EP 0459892 B1 EP0459892 B1 EP 0459892B1 EP 91401378 A EP91401378 A EP 91401378A EP 91401378 A EP91401378 A EP 91401378A EP 0459892 B1 EP0459892 B1 EP 0459892B1
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EP
European Patent Office
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flow rate
product
installation according
sprayer
actuator
Prior art date
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Application number
EP91401378A
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German (de)
English (en)
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EP0459892A1 (fr
Inventor
Eric Prus
Pierre Chabert
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Sames SA
Original Assignee
Sames SA
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Filing date
Publication date
Application filed by Sames SA filed Critical Sames SA
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B12/00—Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area
    • B05B12/08—Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area responsive to condition of liquid or other fluent material to be discharged, of ambient medium or of target ; responsive to condition of spray devices or of supply means, e.g. pipes, pumps or their drive means
    • B05B12/085—Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area responsive to condition of liquid or other fluent material to be discharged, of ambient medium or of target ; responsive to condition of spray devices or of supply means, e.g. pipes, pumps or their drive means responsive to flow or pressure of liquid or other fluent material to be discharged
    • B05B12/087—Flow or presssure regulators, i.e. non-electric unitary devices comprising a sensing element, e.g. a piston or a membrane, and a controlling element, e.g. a valve
    • B05B12/088—Flow or presssure regulators, i.e. non-electric unitary devices comprising a sensing element, e.g. a piston or a membrane, and a controlling element, e.g. a valve the sensing element being a flexible member, e.g. membrane, diaphragm, bellows
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B12/00—Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area
    • B05B12/08—Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area responsive to condition of liquid or other fluent material to be discharged, of ambient medium or of target ; responsive to condition of spray devices or of supply means, e.g. pipes, pumps or their drive means
    • B05B12/085—Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area responsive to condition of liquid or other fluent material to be discharged, of ambient medium or of target ; responsive to condition of spray devices or of supply means, e.g. pipes, pumps or their drive means responsive to flow or pressure of liquid or other fluent material to be discharged
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B12/00—Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area
    • B05B12/14—Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area for supplying a selected one of a plurality of liquids or other fluent materials or several in selected proportions to a spray apparatus, e.g. to a single spray outlet

Definitions

  • the invention relates to an installation for spraying sprayed coating product such as, for example, a paint, a primer or a varnish; it relates more particularly to an improvement allowing better control of the instantaneous flow rate of the sprayed product as well as a reduction in the quantity of coating product lost in the event of a change of said coating product.
  • sprayed coating product such as, for example, a paint, a primer or a varnish
  • the variations in required flow can be large and rapid.
  • the sprayer passes from the coating of the surrounds of a side window to that of the lower part of a door, at a speed of about one meter per second, the flow must go from 100 to 500 cm3 / min in 0.2 seconds.
  • Document EP-A-0 221 861 describes a pressure compensator installed near the mobile projector. This device can be used when the supply pressure is low.
  • Document DE-A-3 822 835 describes a flow measurement cell and a regulating valve interposed at an unspecified location in the pipe connecting the sprayer to the color change block.
  • the flow measurement cell is far from the sprayer and rapid variations in flow downstream of this cell are not taken into account.
  • French patent FR-A-2,552,345 teaches to stabilize the pressure exerted on the coating product, just at the entrance of the sprayer. This solution does not eliminate all the causes of undesired variation in the flow rate of sprayed product, in particular when its viscosity changes, for example as a result of a change in temperature.
  • European patent EP-A-0 292 778 recommends placing a positive displacement pump near the sprayer.
  • This solution has a number of drawbacks.
  • positive displacement pumps, of the gear type wear out and their actual flow rate corresponds less and less to the nominal flow rate, as they wear.
  • coating products are more and more frequently made up of two-phase emulsions or dispersions and their passage through a metering pump of this kind sometimes results in an alteration of their homogeneity or the disappearance of some of their properties (in particular the metallic look for coating products containing metallic pigments).
  • the sealing the passage of their drive shaft is never perfect and this may result in leakage of coating material.
  • the invention makes it possible to cope better with the requirements mentioned above.
  • the invention therefore relates to an installation for spraying a sprayed coating product comprising at least one sprayer of such a product, means for controlling the flow rate of the product delivered to said sprayer including an actuator and a means for measuring said flow rate, and a distribution conduit connecting at least one of said control means to means for supplying coating product, characterized in that at least said means for measuring said flow rate is placed downstream of said distribution conduit and at vicinity of said projector.
  • the actuator of the flow control means is placed in the vicinity of the projector and it is preferably a member called "pressure regulator", known per se.
  • pressure regulator a member called "pressure regulator"
  • Such a device has the advantage of very low inertia, a very short response time and pneumatic control. It allows to control and adjust the flow efficiently, immediately upstream of the projector as soon as it is used in a servo of the type defined above. Precise control of the flow rate and very rapid adjustment of its value is particularly advantageous when the installation is not of the bowl or electrostatic disc type and / or when the projector or projectors are carried by a polyarticulated arm (robot). moving at high speed and with significant accelerations in the vicinity of the object to be painted.
  • robot polyarticulated arm
  • an actuator placed upstream of the distribution conduit (that is to say away from the projection area) will give satisfactory results simply because the error signal delivered by said flow measurement means, will always remain representative of the instantaneous flow of coating product delivered to the projector.
  • the actuator could then be a pump.
  • an electromagnetic flowmeter known per se, will advantageously be used, the measurement of which is based on Faraday's law of induction.
  • a sensor As the conductive element in motion necessary for the manifestation of the phenomenon measured being the coating product itself, such a sensor is only suitable for coating products which are sufficiently electrically conductive, for example water-based paints of more and more used today. It is sensitive to the speed of the flow from which the flow can easily be deduced. Such a flow meter is easy to clean and practically does not disturb the flow of the coating product. On the other hand, it requires an external source of energy to create the magnetic field in the conduit element through which the coating product passes. There is practically no risk of sparks or overheating which allows it to be placed near the projector even if the coating product is flammable. Its weight and robustness allow it to be placed at the end of a polyarticulated mechanism with high handling speed.
  • thermal flow meter measuring the transit time of a quantity of heat from one point to another of the circuit.
  • a small amount of heat is communicated to the coating product at one point and the time taken by the temperature increase to reach another point on the circuit a few centimeters apart is measured.
  • This type of sensor is therefore sensitive to the speed of movement. It also requires an external source of energy to create the supply of heat.
  • the flow meter can, by construction, be brought to a high voltage while the reading device is generally at ground potential.
  • an insulating interface for example an electro-optical transducer and a transmission by optical fiber, in order to eliminate any risk of electric arc and leakage current.
  • This installation consists mainly of a polyarticulated arm mechanism 12, of a coating product projector 13 carried by the last segment of this arm, of a coating product changing unit 14 and of a control unit 15 managed by computer .
  • the coating products are water-based paints and the sprayer 13 is a pneumatic sprayer. It could be of the electrostatic type on condition of providing isolation and separation means, for example with an intermediate reservoir, between the headlight brought to high voltage and the coating product change unit 14, normally maintained at the potential of Earth.
  • This coating product changing unit 14 is conventional and consists of a manifold 18 to which are connected supply valves for different coating products P1-P4 as well as a cleaning product supply valve N and a compressed air supply valve A. All of these valves controlled from the control unit 15 are connected to respective pressure distribution circuits, not shown.
  • the poly-articulated arm is mounted on a guide rail 20 parallel to the conveyor 21 carrying the bodies 11. It can move over the entire length of the body and even beyond it to coat its ends.
  • the outlet of the manifold 18 is connected to the projector 13 by a distribution duct 22, here made of flexible material and of a sufficient length so as not to impede the movements of the polyarticulated arm 12. Part of this duct 22 therefore passes inside of the arm and crosses all of its articulations up to the last segment 23 of said arm, which carries the headlight 13.
  • the installation comprises means for controlling the flow rate of the product delivered to the projector, in the form of a control loop established between the control unit 15, an actuator 25 and a means 26 for measuring the instantaneous flow of product delivered to said projector.
  • this measurement means 26, at least, is placed in the vicinity of the projector 13. As shown in FIG. 2, it is carried by the last segment 23 of the polyarticulated arm.
  • this sensor is an electromagnetic flowmeter of the type described above.
  • This sensor has a coating product inlet 28 to which the conduit 22 is connected and a product outlet 30, connected to the projector, here by means of the actuator 25.
  • Such a flow meter receives its electrical power by an electrical line 31 and returns the developed signal, representative of the flow rate, by an electric line 32.
  • the latter is connected to a measurement input 33 of the control unit 15.
  • the input 28 and the output 30 are interconnected by a simple internal conduit element 35 passing through a magnetic field zone. This duct element introduces practically no additional pressure drop so that the flowmeter can withstand significant flow overloads without bypass, especially during the cycles of changing the coating product and cleaning.
  • the actuator 25 is inserted between the flow meter 26 and the projector 13. It operates with adjustable pressure drop.
  • a fluid conduit 37 (generally supplied with compressed air) is connected to the unit 15 for piloting said actuator. This duct opens into a chamber 38 partially delimited by a membrane piston 39 which is coupled to a valve 40 placed in the path of the coating product and able to move opposite a fixed seat, to adjust the instantaneous flow rate of the product. The valve is urged upon opening under the action of the piston 39 and upon closing under the action of a spring 42.
  • a fluid conduit 45 allows the control of the headlight 13, the spray air and beam conformation are not shown.
  • the control unit 15 receives from the computer (not shown) a flow instruction at 47.
  • a recovery tank 46 placed at the foot of the polyarticulated arm makes it possible to recover residues of coating product and cleaning product, in particular during a cycle of changing of coating product. The operation is as follows.
  • a bodywork is being coated with one of the coating products from one of the P1-P4 valves.
  • the product coming from the valve P1 flows into the manifold 18 and the conduit 22 and crosses the flow meter 26 and the actuator 25 before being sprayed by the projector 13.
  • the flow meter 26 sends, by the electric line 32, a signal corresponding to the instantaneous flow measured, to the control unit 15 in which it is compared to the set value received at 47.
  • the control unit adjusts by the conduit 37 the pressure of the control fluid of the actuator 25 to match the measured value with the set value.
  • the sprayer 13 is directed towards constantly variable surfaces and the product flow rate is continuously adjusted by modification of the set value received at 47 and by reaction of the looped system.
  • the position of the flowmeter at the end of the poly-articulated arm, that is to say immediately upstream of the projector makes it possible to effectively deal with rapid variations in the desired flow, by eliminating all the possible phase shifts and delays.
  • the volume of product contained in the conduit 22 common to all the coating products is of the same order of magnitude as the volume projected on each bodywork.
  • the flowmeter and the 'actuator are not disturbed because, because of their position, immediately upstream of the sprayer, they are crossed only by the coating product, until the end of the spraying phase. Then, to finish cleaning the common part of the supply circuit, the spraying is stopped, the flow rate reduced to zero and the sprayer 13 is brought up to the opening of the recovery tank 46. The flow rate is then increased to maximum, until the common area is clean. To save time and save on cleaning product, alternately admit compressed air by opening valve A and closing valve N, then vice versa. When the common part of the circuit is sufficiently clean, it is freed of the residues of cleaning product by opening the valve A after, of course, the last closing of the valve N.
  • valve A is closed and the filling of the circuit with a new product begins, by opening another valve P1-P4, for example P2.
  • this filling is done at maximum flow using the dispensing pressure of the new coating product and monitoring the appearance of a flow signal on the return electrical line 32.
  • the new product reaches the flow meter , it measures a certain uncontrolled flow, but the computer, "informed" by the return signal, takes over control of the actuator 25.
  • the projector is then closed and placed in the standby position for a new bodywork. As soon as the latter arrives, a new flow instruction is supplied to the control unit by line 47 and the coating of the new bodywork with the new product can begin, according to a predetermined flow variation law as a function of the expected movements of the polyarticulated arm.

Landscapes

  • Spray Control Apparatus (AREA)
  • Nozzles (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)

Description

  • L'invention concerne une installation de projection de produit de revêtement pulvérisé tel que par exemple une peinture, un apprêt ou un vernis; elle a plus particulièrement pour objet un perfectionnement permettant un meilleur contrôle du débit instantané du produit projeté ainsi qu'une réduction de la quantité de produit de revêtement perdu en cas de changement dudit produit de revêtement.
  • Dans une installation de projection de produit(s) de revêtement tel que peinture(s), vernis ou couche d'apprêt, il est important que le débit instantané du produit projeté ait en permanence la valeur désirée car la qualité du revêtement obtenu en dépend beaucoup. Toutes choses égales par ailleurs, le débit de produit conditionne d'une part l'épaisseur de produit déposé et d'autre part la finesse de pulvérisation et la siccité du produit projeté et donc par conséquent, l'aspect final du film de produit déposé. Si on est amené à modifier un ou plusieurs de ces paramètres en cours de projection, il faut pouvoir modifier de façon concomitante et appropriée le débit de produit pour conserver la qualité du revêtement.
  • Dans le cas des installations de revêtement fonctionnant automatiquement pour peindre des objets semblables se succédant en regard d'au moins un et généralement plusieurs projecteurs, électrostatiques ou non, généralement eux-mêmes mobiles, les variations de débit demandé peuvent être importantes et rapides. A titre d'exemple, pour une carrosserie d'automobile, lorsque le pulvérisateur passe du revêtement de l'entourage d'une vitre latérale à celui de la partie inférieure d'une portière, à une vitesse d'environ un mètre par seconde, le débit doit passer de 100 à 500 cm3/mn en 0,2 seconde.
  • Par ailleurs, lorsque l'installation doit pouvoir projeter différents produits, par exemple des peintures de couleurs différentes, et qu'une partie de ses éléments tels que les pulvérisateurs, leur conduit d'alimentation en produit, les pompes, etc... sont communs à tous les produits en étant placés en aval du collecteur de l'unité de changement de produit de revêtement, il faut vidanger, nettoyer, remplir tous ces éléments à chaque changement. Pendant ces opérations, il peut être judicieux d'augmenter très sensiblement le débit de produit pour améliorer le nettoyage en créant des turbulences et pour gagner du temps.
  • De plus, lorsque ces changements de produit sont très fréquents (toutes les minutes environ) et ne doivent pas durer trop longtemps (10 secondes au maximum) les opérations de vidange, nettoyage, remplissage, doivent pouvoir être effectuées très rapidement et ne pas consommer trop de produit de nettoyage ni gaspiller trop de produit de revêtement, pour des raisons évidentes de rentabilité et de sauvegarde de l'environnement. A cet effet, il est connu de commencer la vidange et le nettoyage de la partie de l'installation commune à tous les produits avant la fin de la projection du produit de revêtement en cours d'application, en le poussant avec du produit de nettoyage et/ou de l'air comprimé. Bien entendu, la projection est interrompue avant que le fluide intermédiaire ne pénètre dans le pulvérisateur. Pendant cette période, le problème du maintien ou de l'ajustement du débit de produit projeté se pose avec une acuité particulière. En effet, ces fluides intermédiaires ont le plus souvent des caractéristiques physiques (viscosité, compressibilité, conductibilité thermique ou électrique, masse volumique, constante diélectrique, etc...) très différentes de celles des produits de revêtement. Par conséquent, le maintien ou l'ajustement de la pression ou même du débit du fluide à l'entrée de la partie commune, n'est plus suffisant pour contrôler le débit instantané du produit pulvérisé.
  • Les installations antérieures connues ne répondent pas de façon satisfaisante aux impératifs indiqués ci-dessus. Ainsi, dans le cas du poussage du produit de revêtement par un fluide intermédiaire, le brevet US-A-4 311 724 propose simplement d'ajuster la pression exercée à l'entrée de la partie commune du circuit sur le fluide intermédiaire. Un tel système présente donc tous les inconvénients mentionnés ci-dessus.
  • Le document EP-A-0 221 861 décrit un compensateur de pression installé près du projecteur mobile. Ce dispositif est utilisable lorsque la pression d'alimentation est faible.
  • Le document DE-A-3 822 835 décrit une cellule de mesure du débit et une vanne de régulation intercalées à un endroit non précisé dans le tuyau reliant le pulvérisateur au bloc de changement de couleur. La cellule de mesure du débit est éloignée du pulvérisateur et les variations rapides de débit en aval de cette cellule ne sont pas prises en compte.
  • Le brevet français FR-A-2 552 345 enseigne de stabiliser la pression exercée sur le produit de revêtement, juste à l'entrée du pulvérisateur. Cette solution n'élimine pas toutes les causes de variation non souhaitées du débit de produit pulvérisé, notamment lorsque sa viscosité change, par exemple par suite d'un changement de température.
  • Le brevet européen EP-A-0 292 778 préconise de placer une pompe volumétrique près du pulvérisateur. Cette solution présente un certain nombre d'inconvénients. En effet, les pompes volumétriques, du type à engrenage, s'usent et leur débit réel correspond de moins en moins au débit nominal, au fur et à mesure de l'usure. On est amené à compenser ce défaut en augmentant a priori leur vitesse. De plus, les produits de revêtement sont de plus en plus fréquemment constitués d'émulsions ou dispersions diphasiques et leur passage à travers une pompe doseuse de ce genre entraîne parfois une altération de leur homogénéité ou la disparition de certaines de leurs propriétés (notamment l'aspect métallisé pour les produits de revêtement contenant des pigments métalliques). De plus, l'étanchéité du passage de leur arbre d'entraînement n'est jamais parfaite et il peut en résulter des fuites de produit de revêtement. Si de telles fuites sont tolérables lorsque la pompe est loin de la zone de projection, il n'en est plus de même lorsqu'elle est accolée au pulvérisateur car elle peut alors souiller les objets à revêtir, spécialement lorsque le pulvérisateur se trouve au-dessus d'un objet ou bien mobile tout autour de celui-ci. Enfin, l'entraînement d'une telle pompe nécessite un moteur électrique. Si celui-ci est placé dans la zone de projection d'un produit qui est souvent inflammable, il doit être protégé contre les risques d'explosion. Il s'agit donc alors d'un organe lourd et coûteux et il n'est plus possible de monter le pulvérisateur et son moteur sur un bras polyarticulé de robot se déplaçant à grande vitesse et avec des accélérations importantes, à cause de la trop forte inertie imposée par un tel moteur.
  • L'invention permet de mieux faire face aux impératifs mentionnés ci-dessus.
  • Plus précisément l'invention concerne donc une installation de projection de produit de revêtement pulvérisé comportant au moins un projecteur d'un tel produit, des moyens d'asservissement de débit du produit délivré audit projecteur incluant un actionneur et un moyen de mesure dudit débit, et un conduit de distribution reliant au moins l'un desdits moyens d'asservissememnt à des moyens d'alimentation en produit de revêtement, caractérisée en ce qu'au moins ledit moyen de mesure dudit débit est placé en aval dudit conduit de distribution et au voisinage dudit projecteur.
  • Selon un mode de réalisation préféré, l'actionneur des moyens d'asservissement de débit est placé au voisinage du projecteur et il s'agit de préférence d'un organe dit "régulateur de pression", connu en soi. Un tel dispositif présente l'avantage d'une très faible inertie, d'un temps de réponse très bref et d'une commande pneumatique. Il permet de contrôler et ajuster efficacement le débit, immédiatement en amont du projecteur dès lors qu'il se trouve utilisé dans un asservissement du type défini ci-dessus. Le contrôle précis du débit et l'ajustement très rapide de sa valeur est particulièrement avantageux lorsque l'installation n'est pas du type à bol ou disque électrostatique et/ou lorsque le ou les projecteurs sont portés par un bras polyarticulé (robot) se déplaçant à grande vitesse et avec des accélérations importantes au voisinage de l'objet à peindre.
  • Pour des installations dans lesquelles les variations instantanées de débit sont moins fortes, par exemple une installation utilisant plusieurs projecteurs électrostatiques à bol rotatif, dirigés vers des parties respectives de l'objet à peindre, un actionneur placé en amont du conduit de distribution (c'est-à-dire loin de la zone de projection) donnera des résultats satisfaisants du simple fait que le signal d'erreur délivré par ledit moyen de mesure de débit, restera toujours représentatif du débit instantané de produit de revêtement délivré au projecteur. L'actionneur pourra alors être une pompe.
  • Concernant le moyen de mesure du débit instantané défini ci-dessus, différents types de débitmètres peuvent être utilisés selon les circonstances et les caractéristiques de l'installation.
  • Pour de nombreux cas, on utilisera avantageusement un débitmètre électromagnétique, connu en soi, dont la mesure repose sur la loi d'induction de Faraday. L'élément conducteur en mouvement nécessaire à la manifestation du phénomène mesuré étant le produit de revêtement lui-même, un tel capteur ne convient que pour des produits de revêtement suffisamment conducteurs de l'électricité comme par exemple les peintures à base d'eau de plus en plus utilisées actuellement. Il est sensible à la vitesse de l'écoulement dont on peut facilement déduire le débit. Un tel débitmètre est facile à nettoyer et ne perturbe pratiquement pas l'écoulement du produit de revêtement. Il nécessite en revanche une source d'énergie extérieure pour créer le champ magnétique dans l'élément de conduit traversé par le produit de revêtement. Il ne présente pratiquement aucun risque d'étincelle ou d'échauffement ce qui permet de le disposer près du projecteur même si le produit de revêtement est inflammable. Son poids et sa robustesse permettent de le placer à l'extrémité d'un mécanisme polyarticulé à grande vitesse de manipulation.
  • On peut aussi utiliser un débitmètre à ultrasons, fonctionnant par exploitation de l'effet Doppler sur des particules véhiculées par le produit ou sur certaines particules constitutives du produit lui-même. Il nécessite aussi une source d'énergie. Un tel débitmètre est également sensible à la vitesse d'écoulement.
  • On peut encore utiliser un débitmètre thermique mesurant le temps de transit d'une quantité de chaleur d'un point à un autre du circuit. Avec un tel dispositif, une petite quantité de chaleur est communiquée au produit de revêtement en un point et on mesure le temps mis par l'augmentation de température pour atteindre un autre point du circuit distant de quelques centimètres. Ce type de capteur est donc sensible à la vitesse de déplacement. Il nécessite aussi une source d'énergie extérieure pour créer l'apport de chaleur.
  • On peut encore utiliser un débitmètre à engrenage, sensible au débit volumétrique du produit de revêtement, un tel débitmètre, classique dans la technique, peut néanmoins altérer l'homogénéité de certains produits contenant des émulsions colloïdales ou même être usé prématurément par certains produits de revêtement abrasifs. Il est plus difficile à nettoyer que les précédents.
  • Il est encore possible d'utiliser un débitmètre à turbine, surtout sensible à la vitesse, mais aussi à la masse volumique du produit. Il nécessite de ce fait un étalonnage pour chacun des différents produits de revêtement.
  • On peut encore utiliser un débitmètre massique utilisant l'accélération de Coriolis résultant de la mise en oscillation d'une partie du circuit. Un tel dispositif est sensible aux variations parasites d'accélération; il est difficilement utilisable avec un projecteur mobile à grande vitesse. En revanche, il se nettoie relativement facilement.
  • Tous ces débitmètres comportent des moyens d'alimentation et/ou de lecture qui ne mettent en jeu que des puissances électriques très faibles (au maximum quelques centaines de milliwatts) sur des circuits électroniques généralement peu inductifs. La protection contre les étincelles est donc beaucoup plus facile que dans le cas du moteur d'une pompe qui, selon l'exemple de l'art antérieur décrit plus haut, est nécessairement placé près de la pompe, elle-même montée près du projecteur. Un tel moteur est quant à lui très inductif et absorbe couramment une centaine de watts. De ce fait, les circuits électriques des débitmètres mentionnés ci-dessus ont naturellement un haut degré de sécurité intrinsèque vis-à-vis des risques de déflagration. En revanche, le moteur d'une pompe placée dans un tel environnement doit avoir sa sécurité renforcée ce qui entraîne au minimum une surcharge se chiffrant en plusieurs kilogrammes. C'est la principale raison pour laquelle la pompe volumétrique et son moteur ne peuvent être montés sur un mécanisme de manipulation à bras polyarticulé.
  • Enfin, si l'installation est du type électrostatique, le débitmètre peut, par construction, être porté à une haute tension tandis que le dispositif de lecture est quant à lui généralement au potentiel de la terre. Pour tous les débitmètres mentionnés ci-dessus, il est relativement facile d'insérer dans le circuit de lecture une interface isolante, par exemple un transducteur électro-optique et une transmission par fibre optique, afin d'éliminer tout risque d'arc électrique et de courant de fuite.
  • L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation d'une installation conforme à son principe, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés dans lesquels:
    • la figure 1 est une vue schématique d'une installation de projection de produit de revêtement conforme à l'invention;
    • la figure 2 est une vue schématique de détail de l'encadré II de la figure 1.
  • On a représenté une installation automatique de projection de produit de revêtement pulvérisé sur des carrosseries d'automobile 11. Cette installation se compose principalement d'un mécanisme formant bras polyarticulé 12, d'un projecteur de produit de revêtement 13 porté par le dernier segment de ce bras, d'une unité de changement de produit de revêtement 14 et d'une unité de commande 15 gérée par ordinateur. Dans l'exemple, les produits de revêtement sont des peintures à base d'eau et le projecteur 13 est un pulvérisateur pneumatique. Il pourrait être de type électrostatique à condition de prévoir des moyens d'isolation et de séparation, par exemple à réservoir intermédiaire, entre le projecteur porté à la haute tension et l'unité de changement de produit de revêtement 14, normalement maintenue au potentiel de la terre. Cette unité de changement de produit de revêtement 14 est classique et se compose d'un collecteur 18 auquel sont connectées des vannes d'alimentation de produits de revêtement différents P1-P4 ainsi qu'une vanne d'alimentation de produit de nettoyage N et une vanne d'alimentation d'air comprimé A. Toutes ces vannes pilotées à partir de l'unité de commande 15 sont reliées à des circuits de distribution sous pression, respectifs, non représentés.
  • Le bras polyarticulé est monté sur un rail de guidage 20 parallèle au convoyeur 21 portant les carrosseries 11. Il peut se déplacer sur toute la longueur de la carrosserie et même au-delà pour revêtir ses extrémités. La sortie du collecteur 18 est reliée au projecteur 13 par un conduit de distribution 22, ici en matériau flexible et d'une longueur suffisante pour ne pas entraver les mouvements du bras polyarticulé 12. Une partie de ce conduit 22 passe donc à l'intérieur du bras et traverse toutes ses articulations jusqu'au dernier sergment 23 dudit bras, lequel porte le projecteur 13.
  • Selon une caractéristique importante de l'invention, l'installation comprend des moyens d'asservissement de débit du produit délivré au projecteur, sous forme d'une boucle d'asservissement établie entre l'unité de commande 15, un actionneur 25 et un moyen de mesure 26 du débit instantané de produit délivré audit projecteur. De plus, ce moyen de mesure 26, au moins, est placé au voisinage du projecteur 13. Comme le montre la figure 2, il est porté par le dernier segment 23 du bras polyarticulé.
  • Dans l'exemple représenté, il s'agit d'un débitmètre électromagnétique du type décrit ci-dessus. Ce capteur comporte une entrée de produit de revêtement 28 à laquelle est connecté le conduit 22 et une sortie de produit 30, reliée au projecteur, ici par l'intermédiaire de l'actionneur 25. Un tel débitmètre reçoit sa puissance électrique par une ligne électrique 31 et renvoie le signal élaboré, représentatif du débit, par une ligne électrique 32. Cette dernière est reliée à une entrée de mesure 33 de l'unité de commande 15. Dans un tel débitmètre, l'entrée 28 et la sortie 30 sont interconnectées par un simple élément de conduit interne 35 traversant une zone de champ magnétique. Cet élément de conduit n'introduit pratiquement aucune perte de charge supplémentaire de sorte que le débitmètre peut supporter des surcharges de débit importantes sans dérivation, notamment pendant les cycles de changement de produit de revêtement et de nettoyage.
  • L'actionneur 25, plus connu dans la technique sous le nom de "régulateur de pression" est inséré entre le débitmètre 26 et le projecteur 13. Il fonctionne en perte de charge ajustable. Un conduit de fluide 37 (généralement alimenté en air comprimé) est relié à l'unité 15 pour le pilotage dudit actionneur. Ce conduit débouche dans une chambre 38 en partie délimitée par un piston à membrane 39 lequel est couplé à un clapet 40 placé dans le trajet du produit de revêtement et apte à se déplacer en regard d'un siège fixe, pour ajuster le débit instantané du produit. Le clapet est sollicité à l'ouverture sous l'action du piston 39 et à la fermeture sous l'action d'un ressort 42. Un conduit de fluide 45 permet la commande du projecteur 13, les arrivées d'air de pulvérisation et de conformation du faisceau ne sont pas représentées. L'unité de commande 15 reçoit de l'ordinateur (non représenté) une consigne de débit en 47. Un bac de récupération 46, placé au pied du bras polyarticulé permet de récupérer des résidus de produit de revêtement et de produit de nettoyage, notamment lors d'un cycle de changement de produit de revêtement. Le fonctionnement est le suivant.
  • Une carrosserie est en cours de revêtement avec l'un des produits de revêtement provenant de l'une des vannes P1-P4. Par exemple, le produit provenant de la vanne P1 s'écoule dans le collecteur 18 et le conduit 22 et traverse le débitmètre 26 et l'actionneur 25 avant d'être pulvérisé par le projecteur 13. Le débitmètre 26 envoie, par la ligne électrique 32, un signal correspondant au débit instantané mesuré, à l'unité de commande 15 dans laquelle il est comparé à la valeur de consigne reçue en 47. L'unité de commande ajuste par le conduit 37 la pression du fluide de commande de l'actionneur 25 pour faire correspondre la valeur mesurée avec la valeur de consigne. Par suite de son déplacement par le bras polyarticulé 12 tout autour de la carrosserie 11, le pulvérisateur 13 est dirigé vers des surfaces constamment variables et le débit de produit est en permanence ajusté par modification de la valeur de consigne reçue en 47 et par réaction du système bouclé. La position du débitmètre à l'extrémité du bras polyarticulé, c'est-à-dire immédiatement en amont du projecteur permet de faire face efficacement à de rapides variations du débit souhaité, en s'affranchissant de tous les déphasages et retards possibles.
  • De plus, il faut noter que le volume de produit contenu dans le conduit 22 commun à tous les produits de revêtement est du même ordre de grandeur que le volume projeté sur chaque carrosserie. On conçoit donc tout l'intérêt d'en utiliser la plus grande partie possible en le projetant sur la carrosserie en cours de revêtement. Pour ce faire, lorsqu'on a déterminé, généralement par expérience, que la portion utilisable du produit contenu dans ce conduit suffit pour terminer le revêtement de la carrosserie en cours de revêtement et si la prochaine carrosserie doit être revêtue avec un produit de revêtement différent, on ferme l'arrivée de produit correspondant, c'est-à-dire la vanne P1 dans l'exemple choisi et on ouvre la vanne de produit de nettoyage N. Malgré les différences de caractéristiques de ce dernier, le débitmètre et l'actionneur ne sont pas perturbés car, du fait de leur position, immédiatement en amont du pulvérisateur, ils ne sont traversés que par du produit de revêtement, jusqu'à la fin de la phase de projection. Ensuite, pour finir le nettoyage de la partie commune du circuit d'alimentation, la pulvérisation est arrêtée, le débit réduit à zéro et le pulvérisateur 13 est amené jusqu'à l'ouverture du bac de récupération 46. Le débit est alors augmenté au maximum, jusqu'à ce que la partie commune soit propre. Pour gagner du temps et économiser du produit de nettoyage, on admet alternativement de l'air comprimé en ouvrant la vanne A et en fermant la vanne N, puis inversement. Lorsque la partie commune du circuit est suffisamment propre, elle est débarrassée des résidus de produit de nettoyage par ouverture de la vanne A après, bien entendu, la dernière fermeture de la vanne N. Puis, la vanne A est fermée et le remplissage du circuit avec un nouveau produit commence, par l'ouverture d'une autre vanne P1-P4, par exemple P2. Pour gagner du temps, ce remplissage se fait à débit maximum en utilisant la pression de distribution du nouveau produit de revêtement et en surveillant l'apparition d'un signal de débit sur la ligne électrique de retour 32. Lorsque le nouveau produit atteint le débitmètre, celui-ci mesure un certain débit, non maîtrisé, mais l'ordinateur, "informé" par le signal de retour, reprend la commande de l'actionneur 25. Le projecteur est alors fermé et placé en position d'attente d'une nouvelle carrosserie. Dès l'arrivée de cette dernière, une nouvelle consigne de débit est fournie à l'unité de commande par la ligne 47 et le revêtement de la nouvelle carrosserie par le nouveau produit peut commencer, selon une loi de variation de débit prédéterminée en fonction des mouvements prévus du bras polyarticulé.

Claims (13)

  1. Installation de projection de produit de revêtement pulvérisé comportant au moins un projecteur (13) d'un tel produit, des moyens d'asservissement de débit du produit délivré audit projecteur incluant un actionneur (25) et un moyen (26) de mesure dudit débit, et un conduit (22) de distribution reliant au moins l'un desdits moyens d'asservissememnt à des moyens d'alimentation en produit de revêtement, caractérisée en ce qu'au moins ledit moyen (26) de mesure dudit débit est placé en aval dudit conduit (22) de distribution et au voisinage dudit projecteur (13).
  2. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que, de façon connue en soi, lesdits moyens d'alimentation en produit de revêtement comportent une unité de changement de produit de revêtement et d'alimentation en produit de rinçage et/ou de soufflage (14).
  3. Installation selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que ledit actionneur (25) est placé au voisinage dudit projecteur.
  4. Installation selon la revendication 3, caractérisée en ce que ledit actionneur (25) est un organe dit "régulateur de pression", connu en soi.
  5. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit actionneur (25) des moyens d'asservissement de débit précités est placé en amont dudit conduit de distribution (22).
  6. Installation selon la revendication 5, caractériséeen ce que ledit actionneur (25) est une pompe.
  7. Installation selon l'une des revendications précédentes, du type dans lequel ledit projecteur est porté par un support mobile (12), caractérisée en ce que ledit moyen de mesure de débit (26) est porté par ce même support mobile.
  8. Installation selon l'une des revendications 1 à 3, dans laquelle ledit projecteur est porté par un support mobile (12), caractérisée en ce que ledit actionneur (25) est porté par ce même support mobile.
  9. Installation selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que ledit moyen de mesure de débit est un débitmètre électromagnétique (26).
  10. Installation selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que ledit moyen de mesure de débit est un débitmètre à engrenage.
  11. Installation selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que ledit moyen de mesure de débit est un débitmètre à ultrasons.
  12. Installation selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que ledit moyen de mesure de débit est un débitmètre thermique.
  13. Installation selon l'une des revendications 7 ou 8, caractérisée en ce que ledit support mobile comporte un bras polyarticulé (12), en ce que ledit projecteur est monté sur le dernier élément (23) de ce bras et en ce que ledit moyen de mesure de débit et/ou ledit actionneur sont portés par ce bras, de préférence par ce dernier élément (23).
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