ES2317863T3 - Procedimiento y sistema de control para controlar la calidad de revestimiento de piezas. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para el control de la calidad de revestimiento de piezas revestidas automáticamente con un elemento de aplicación según parámetros de procesamiento de un programa de revestimiento almacenado, en particular de carrocerías de vehículos automóviles, siendo movido por lo menos un aparato de medición para la medición de por lo menos un parámetro de calidad de la capa automáticamente por un robot o autómata de movimiento sobre la superficie revestida de la pieza revestida en el funcionamiento del revestimiento en serie y midiendo el parámetro en puntos de medición predeterminados, y siendo los valores de medición almacenados en un banco de datos; estando determinadas automáticamente las coordenadas de los puntos de medición en un sistema de coordenadas que define la superficie revestida y está referido al movimiento del aparato de medición; estando almacenadas las coordenadas de los puntos de medición en el banco de datos junto con los valores medidos en los puntos correspondientes y siendo asignados a los mismos, caracterizado porque con las coordenadas de los puntos de medición se almacena en el banco de datos la posición de giro (A, B, C) correspondiente del aparato de medición alrededor de los ejes (X, Y, Z) del sistema de coordenadas.
Description
Procedimiento y sistema de control para
controlar la calidad de revestimiento de piezas.
La presente invención se refiere a un
procedimiento y un sistema de control de la calidad de
revestimiento, en particular de carrocerías de vehículos
automóviles.
Para la comprobación de calidad de superficies
revestidas se utilizan sistemas de medición "Online", los
cuales deben reconocer, ya durante el proceso de producción, fallos
de revestimiento y posibilitar su corrección. Fallos de pintura
típicos como por ejemplo poros, burbujitas etc. o fallos
superficiales como piel de naranja o formación de velados en
pinturas metálicas se pueden determinar mediante medición por
reflexión con cámaras dispuestas en posición fija en un portal de
medición o guiadas por robots controlados mediante programa (JOT
1997/3, pp. 72-73). La medición de fallos de pintura
basada en la reflexión de la luz no suministra sin embargo valores
de medición cualitativamente precisos de determinados parámetros de
revestimiento como por ejemplo el espesor de capa o el tono de
color. Además, es difícil asignar a un punto con un fallo explorado
con la cámara las coordenadas precisas en u sistema de referencia,
de manera que no es sencillo corregir los fallos detectados mediante
modificación del programa de revestimiento.
Por el documento DE 197 17 593 A1, es conocido
el hecho de explorar, para el control "Online" de carrocerías
de vehículos automóviles revestidas en serie, sus superficies con un
cabezal de medición dispuesto en un robot, el cual contiene varios
aparatos diferentes para parámetros de calidad como recorrido de
ondulación, tono del color, brillo del color y espesor de la capa.
El robot debe alcanzar un gran número de puntos de medición de la
carrocería guardados en el programa, cuyos datos de medición
correspondientes son almacenados en un ordenador y pueden ser
utilizados para indicar para cada punto de medición el resultado de
medición en la representación de la carrocería en una pantalla, por
ejemplo mediante marcas de diferentes colores. En el procedimiento
de control "Online" conocido gracias al documento DE 197 17 593
faltaba, sin embargo, una asignación unívoca entre los puntos de
medición y los valores de medición. Por ello, era difícil
representar y marcar los valores de medición de forma precisa en la
pantalla en los puntos de medición. La corrección de fallos deseada
en el circuito de regulación cerrado era también difícil.
El documento WO 98 14 778 A da a conocer un
procedimiento para la medición de tablas de comprobación pintadas,
para las cuales puede tratarse de piezas curvadas de carrocerías de
vehículos automóviles, y las cuales son retiradas, por ejemplo por
un robot de laboratorio, de un depósito de alimentación, son
colocadas sobre una estación de medición y, finalmente, son
trasladas a una estación de depósito. En la estación de medición el
robot de laboratorio lleva a cabo, con diferentes aparatos de
medición, una medición de las diferentes propiedades del
revestimiento, lo que debe tener lugar de manera resuelta en cuanto
al lugar y registrada electrónicamente. Las tablas de comprobación
contienen un código de barras adherido a partir del cual, con un
lector, se determinan las posiciones de los puntos de medición.
El documento
US-A-5.293.218 da a conocer un
procedimiento para la comprobación de combustible para reactores el
cual es conducido, con este propósito, a través de un tubo de metal
calentado, después de lo cual se mide, en puntos de medición
predeterminados, el recorrido del espesor de la precipitación que se
forma con un aparato de medición que se mueve sobre la superficie.
Un ordenador calcula perfiles de espesor de capa completos sobre la
superficie de revestimiento cilíndrica del tubo de metal.
El documento
US-A-4.702.931 da a conocer un
procedimiento para el control de la calidad de revestimiento de
placas pintadas automáticamente, en el cual el espesor de la capa de
pintura, todavía húmeda, es medido con aparatos de medición movidos
sin contacto por encima de la superficie de placa.
Al mismo tiempo se alcanzan, bajo el control de
un ordenador, diferentes puntos de medición en un rastro
definido.
La invención se plantea el problema de indicar
un procedimiento y un sistema de control que hagan posibles
mediciones cualitativamente precisas y una asignación reproducible
de manera precisa de los valores de medición a los lugares de
medición.
Este problema se resuelve mediante las
características indicadas en las reivindicaciones.
Es ya conocido almacenar, en instalaciones de
revestimiento para carrocerías de vehículos automóviles controladas
mediante programa, datos que definen la posición de determinados
puntos de la carrocería en un sistema de coordenadas de referencia
(DE 198 04 400). Mediante la conexión de los datos de medición con
las coordenadas del punto de medición en el banco de datos no solo
se facilita y simplifica notablemente el marcaje de los fallos de
revestimiento, por ejemplo en una pantalla, sino también la
correspondiente corrección de los parámetros de revestimiento del
programa de revestimiento previsto para la instalación de
revestimiento responsables de los fallos. Para la corrección de
fallos de revestimiento en los puntos de medición pueden variarse
los parámetros de revestimiento almacenados, sobre la base de las
coordenadas determinadas, con precisión de punto y de manera precisa
en la medida cualitativamente necesaria. El resultado es una mejora
general de la calidad de revestimiento.
Dado que el punto medido, en cada caso, sobre la
superficie de la pieza se puede determinar de manera unívoca sobre
la base de sus coordenadas, pueden asignarse los parámetros de
calidad medidos asimismo unívocamente al programa de revestimiento.
Esto es posible gracias a que en el caso de las coordenadas de los
parámetros de calidad y en el de los puntos de piezas contenidos en
el programa de revestimiento se trata, en cada caso, de coordenadas
de objeto, las cuales tienen el mismo punto de referencia.
Por lo tanto, cuando se indican una divergencia
de un parámetro de calidad de su valor teórico puede asignarse de
forma unívoca este fallo al causante, es decir al elemento de
pulverización u otro elemento de revestimiento para el punto de
revestimiento en cuestión de la pieza (por ejemplo una carrocería
pintada). Esta asignación es garantizada gracias a que cada pieza
está identificada con un número de código propio durante el
revestimiento en serie y durante la posterior medición. Para una
pieza se pueden almacenar, en el instante del revestimiento, en un
banco de datos, todos los eventuales fallos (elemento de
pulverización averiado, no hay color, regulador de presión
averiado, etc.). Además se pueden almacenar, en forma de "diario
de variaciones", todas las variaciones de procesamiento,
procedimiento y técnica de aplicación llevadas a cabo en la
instalación de revestimiento. Además, de los valores teóricos
almacenados ya en el banco de datos de procesamiento de todos los
parámetros de la técnica de procesamiento, de aplicación y de
procesamiento relevantes para el revestimiento se pueden alojar y
almacenar también sus correspondientes valores reales. De este modo,
se puede garantizar una correlación completa entre la medición de
los parámetros de calidad y los resultados en el procedimiento de
revestimiento.
Además, resultan para la invención posibilidades
de control adicionales como, por ejemplo comparación sencilla de
datos de medición actuales con los resultados de mediciones
anteriores en otras piezas, revestidas anteriormente, la
determinación y representación de tendencias de desarrollo de
determinados fallos, el recorrido continuo de los fallos sobre la
pieza, etc., o también el examen con lupa de zonas problemáticas
especiales, difíciles de revestir.
La invención se explica con mayor detalle a
partir del dibujo, en el que:
la Fig. 1 muestra una representación esquemática
de una carrocería de vehículo automóvil revestida;
la Fig. 2 muestra la representación
tridimensional de la carrocería en una pantalla;
la Fig. 3 muestra una carrocería,
correspondiente a la Fig. 1, que hay que revestir; y
la Fig. 4 muestra un circuito de regulación de
procesamiento cerrado para el revestimiento de carrocerías.
Supóngase que la carrocería representada en la
Fig. 1 ha sido pintada en el funcionamiento de pintado en serie
normal y que debe ser comprobada en cuanto a la calidad de
revestimiento. Con este propósito es movido, por un robot
controlado mediante programa (u otro autómata de movimiento de
varios ejes), un aparato de medición por encima de la superficie
revestida, con el cual se mide, en puntos 1, 2, 3 elegidos
discrecionalmente, un parámetro relevante para la calidad de
revestimiento. En el ejemplo considerado es importante, en especial,
el espesor de la capa con el que están relacionadas también otras
propiedades diferentes de la capa de pintura. Son conocidos
aparatos adecuados para la medición, preferentemente sin contacto,
del espesor de capa, por ejemplo cabezales de medición que
funcionan con láser para la medición de la pintura húmeda. La
medición de la calidad puede tener lugar, en general, tanto como
medición en húmedo como también como medición en seco,
preferentemente en funcionamiento Online, directamente en la cadena
de pintado, después de las máquinas de revestimiento.
En lugar de o además del espesor de capa se
pueden medir también otros parámetros relevantes para la calidad
tales como el tono de color y/o el recorrido de la superficie, por
ejemplo, de la manera en sí conocida gracias al documento DE 197 17
593 A1.
Durante las mediciones se pueden determinar
automáticamente las coordenadas locales X, Y, Z de los puntos de
medición alcanzados por el robot en un sistema de coordenadas de
referencia cartesiano tridimensional sobre la base de movimientos
de robot definidos con respecto a la carrocería. Al mismo tiempo, se
determinan, para cada medición los ángulos de medición A, B, C como
"coordenadas" del movimiento de giro o posición de giro del
aparato de medición alrededor de los ejes X, Y y Z del sistema de
coordenadas, con el fin de obtener también en este aspecto
resultados de medición definidos. Con ello se pueden determinar y
corregir, entre otras, divergencias de la medición respecto de la
posición de 90º, deseada por regla general, o pueden tener se en
cuenta durante la evaluación.
Resulta, por lo tanto, una asignación y conexión
unívoca entre los valores de medición tales como espesor de capa,
tono de color o recorrido y las coordenadas X, Y, Z, A, B, C de los
puntos de medición según la Figura 1 elegidos en cada caso según
las necesidades o, por ejemplo, de acuerdo con un programa de
control predeterminado. Los valores medidos son transmitidos al
control del sistema, el cual les añade las coordenadas
correspondientes y almacena estos datos conjuntamente en un banco
de datos. La asignación se puede realizar, de manera adecuada, con
la ayuda del programa de control del robot de medición, cuyas
posiciones con respecto a la carrocería son almacenadas, de la
manera usual, en forma de coordenadas. El programa de movimiento de
las máquinas de revestimiento puede basarse en un sistema de
coordenadas correspondiente, pudiendo tratarse en el caso de estas
de máquinas laterales y máquinas de techo convencionales o también
de robots.
Con los datos de medición y de coordenadas
almacenados es posible, en primer lugar, representar también de
manera visible, por ejemplo en una imagen tridimensional de la
carrocería según la Fig. 2, sobre la pantalla de un ordenador, los
puntos de medición deseados. Puede ser adecuado indicar en esta
representación, constantemente o a petición, junto a puntos de
medición individuales o a todos ellos, en cada caso sus coordenadas
y/o los espesores de capa u otros valores de medición.
Especialmente ventajoso para la evaluación de la calidad de
revestimiento puede ser además interpolar en la imagen de la
carrocería los valores de espesor de capa individuales medidos
entre puntos de medición consecutivos para dar líneas o superficies
y representarlas, dependiendo de la coincidencia o divergencia con
valores teóricos, con colores diferentes, para indicar, en el caso
de oscilaciones del espesor de capa o de otros parámetros medidos
la correspondiente tendencia local. Dependiendo del espesor de capa
medido varía por lo tanto en la pantalla el color de las líneas
representadas entre los puntos de medición individuales. Por
ejemplo, las líneas G continuas en la Fig. 2 pueden ser
representadas en verde para "correcto", las líneas de trazos O
naranjas para "zona límite" y las líneas R de puntos rojas para
"erróneo", de manera que se pueda reconocer la tendencia desde
puntos sin problemas hasta puntos con fallos.
Otra posibilidad consiste en que en la pantalla
se representen, simultáneamente con los resultados de medición
actuales almacenados durante la medición correspondiente, también
resultados de medición anteriores, los cuales hayan sido almacenados
con anterioridad, durante la medición de otra carrocería almacenada
anteriormente. De este modo, se pueden reconocer también tendencias
en el tiempo y variaciones de revestimiento en el funcionamiento de
revestimiento en curso como pueden ser causados, por ejemplo, por
fallos de máquina, variaciones de ajuste, cambio de las condiciones
del entorno tales como temperatura o humedad, material de pintado
nuevo, etc.
Además, puede estar previsto, para el control de
zonas problemáticas difíciles de pintar de la superficie de la
carroza, un programa de medición especial, según el cual se explora
únicamente la zona problemática con el aparato de medición. La zona
problemática, alcanzada automáticamente de forma selectiva y
específica para el problema con el apoyo con el banco de datos de
procesamiento, se puede rodear como con una lupa y se puede
analizar, con un programa de medición especial, con las herramientas
de medición y los parámetros de medición necesarios.
El verdadero objetivo del control de calidad
descrito en la presente memoria, es decir la corrección de fallos de
revestimiento determinados para el revestimiento de carrocerías
posteriores, se puede realizar de manera sencilla también gracias a
la correlación unívoca entre los valores de medición y las
coordenadas de los puntos de medición correspondientes y, por
consiguiente, también los parámetros de procesamiento (cantidad de
color, aire de dirección alta tensión, etc.) del programa de
revestimiento, los cuales son almacenados usualmente asimismo de
forma puntual. Lo correspondiente es válido para la corrección de
fallos en la pieza medida.
La Fig. 3 muestra un recorrido de revestimiento
típico, como el que se genera durante el pintado de una carrocería,
mientras que ésta se hace pasar por delante de un pulverizador que
se mueve hacia arriba y hacia abajo. Dado que los parámetros de
procesamiento, los cuales estaban ajustados por ejemplo durante el
revestimiento en los puntos de medición 1 y 2 según la Fig. 1, se
pueden encontrar unívocamente gracias a sus coordenadas almacenadas
con los valores de medición, pueden ser corregidos en los lugares de
los puntos P1 y P2 correspondientes del recorrido de revestimiento,
durante el revestimiento de las carrocerías siguientes, en su caso
sin problemas, y teniendo en cuenta los resultados de medición
almacenados cualitativamente. Las magnitudes de ajuste para el
procesamiento de revestimiento se pueden variar en este caso, de la
manera necesaria, con la ayuda de un análisis de correlación. Según
la representación de la Fig. 3 en el trayecto considerado. La
corrección de parámetros tiene lugar por parte del personal de
servicio de la instalación de revestimiento o también
automáticamente en el circuito de regulación de procesamiento
cerrado. En la corrección automática se pueden comparar los valores
de medición con valores teóricos, por ejemplo el espesor de capa,
almacenados para cualquier punto de medición y se pueden generar
datos o señales correspondientes a eventuales divergencias para la
corrección del programa de revestimiento almacenado.
En la Fig. 4 está representado un circuito de
regulación de procesamiento cerrado. De acuerdo con el mismo las
carrocerías K son pintadas, de la manera usual, por ejemplo por
máquinas laterales SM y una máquina de techo DM (o, en lugar de
esto, por robots) y son transportadas, a continuación, a una zona de
inspección IN, en la que se mide, por ejemplo, el espesor de capa
por parte de un robot RO con un cabezal de medición, de la forma
descrita, en puntos escogidos o en puntos de medición P. Los
resultados de medición son procesados y evaluados automáticamente
por un ordenador de medición R1 que controla el robot RO y
transmitidos, a continuación, a un ordenador de procesamiento R2.
El ordenador de procesamiento R2 dispone del banco de datos para el
almacenamiento de resultados de medición junto con las coordenadas
de los puntos de medición. El ordenador de medición puede llevar a
cabo también la interpolación mencionada e indicar los resultados,
marcados con colores según la Fig. 2, en su pantalla.
Sobre la base de los fallos de calidad
determinados el ordenador de procesamiento R2 hace entonces que un
ordenador de control R3 revista las carrocerías K posteriores con
los parámetros de procesamiento corregidos de la forma
necesaria.
Claims (13)
1. Procedimiento para el control de la calidad
de revestimiento de piezas revestidas automáticamente con un
elemento de aplicación según parámetros de procesamiento de un
programa de revestimiento almacenado, en particular de carrocerías
de vehículos automóviles, siendo
movido por lo menos un aparato de medición para
la medición de por lo menos un parámetro de calidad de la capa
automáticamente por un robot o autómata de movimiento sobre la
superficie revestida de la pieza revestida en el funcionamiento del
revestimiento en serie y midiendo el parámetro en puntos de medición
predeterminados, y siendo los valores de medición almacenados en un
banco de datos;
estando determinadas automáticamente las
coordenadas de los puntos de medición en un sistema de coordenadas
que define la superficie revestida y está referido al movimiento del
aparato de medición;
estando almacenadas las coordenadas de los
puntos de medición en el banco de datos junto con los valores
medidos en los puntos correspondientes y siendo asignados a los
mismos, caracterizado porque con las coordenadas de los
puntos de medición se almacena en el banco de datos la posición de
giro (A, B, C) correspondiente del aparato de medición alrededor de
los ejes (X, Y, Z) del sistema de coordenadas.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque se mide el espesor de capa.
3. Procedimiento según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los valores
de medición son comparados con los valores teóricos almacenados para
cada punto de medición y se generan datos o señales correspondientes
a las desviaciones.
4. Procedimiento según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque por lo
menos una parte de la pieza revestida es representada en una
pantalla y en la imagen de la pieza se marcan unas variaciones del
parámetro medido entre puntos de medición consecutivos.
5. Procedimiento según la reivindicación 4,
caracterizado porque la pieza es representada en la pantalla
a modo de gráfico tridimensional.
6. Procedimiento según la reivindicación 4 ó 5,
caracterizado porque las variaciones son marcadas mediante
unas líneas o superficies que conectan los puntos de medición.
7. Procedimiento según la reivindicación 6,
caracterizado porque las líneas o superficies son
representadas con diferentes colores en correspondencia con las
variaciones de los parámetros.
8. Procedimiento según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en una
imagen de la pieza que está en una pantalla se representan las
coordenadas de los puntos de medición.
9. Procedimiento según la reivindicación 8,
caracterizado porque las coordenadas (X, Y, Z) del lugar de
medición son representadas en un sistema de coordenadas cartesiano
tridimensional y al lado los ángulos de giro (A, B, C) los cuales
definen la posición de giro del aparato de medición o del elemento
de aplicación alrededor de los ejes (X, Y, Z) del sistema de
coordenadas en el lugar de medición.
10. Procedimiento según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se miden el
espesor de capa, el tono de color y/o el recorrido de la superficie
de las piezas, mientras que éstas son transportadas hacia el
revestimiento en serie a través de una zona de inspección.
11. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 4 a 10, caracterizado porque en la pantalla
se representan simultáneamente los resultados de medición actuales
almacenados durante la medición y los resultados de medición
anteriores, que fueron almacenados anteriormente para otra
pieza.
12. Procedimiento según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque para el
control de zonas problemáticas difíciles de revestir de la
superficie de la pieza está previsto un programa de medición
especial, según el cual es explorada únicamente la zona problemática
con el aparato de medición.
13. Sistema de control para el control de la
calidad de revestimiento de piezas revestidas automáticamente con un
elemento de aplicación según parámetros de procesamiento de un
programa de revestimiento almacenado, en particular de carrocerías
de vehículos automóviles,
con un robot controlado mediante programa o
autómata de movimiento de varios ejes, en el cual está montado, de
manera que puede desplazarse sobre la superficie de la pieza, por lo
menos un aparato de medición para la medición de por lo menos un
parámetro de calidad de la capa en puntos de medición
predeterminados, y
\newpage
con un banco de datos para el almacenamiento de
los valores de medición, estando previsto un programa que define la
posición de una imagen de la pieza en un sistema de coordenadas de
referencia, y
estando previsto un ordenador el cual relaciona
los valores de medición en el banco de datos con las coordenadas de
los puntos de medición en el sistema de coordenadas de referencia,
y
estando almacenados los valores de medición de
los puntos de medición individuales en el banco de datos junto con
las coordenadas (X, Y, Z) de los puntos de medición en un sistema de
coordenadas cartesiano y con las posiciones de giro (A, B, C)
correspondientes del aparato de medición alrededor de los ejes (X,
Y, Z) del sistema de coordenadas.
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