ES2969770T3 - Aplicador con un circuito de control integrado - Google Patents

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Hans-Georg Fritz
Benjamin Wöhr
Marcus Kleiner
Moritz Bubek
Timo Beyl
Frank Herre
Steffen Sotzny
Daniel Tandler
Tobias Berndt
Andreas Geiger
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Abstract

La invención se refiere a un aplicador (1), en particular a un cabezal de impresión (1), para aplicar un agente de revestimiento, en particular una pintura, a un componente, en particular a una pieza de carrocería de un vehículo de motor o a una pieza complementaria para una componente de carrocería de vehículo automóvil, con varias boquillas para aplicar el agente de recubrimiento en forma de un chorro de agente de recubrimiento y varias válvulas de agente de recubrimiento (2) para controlar el suministro de agente de recubrimiento a través de las boquillas individuales, así como con varias válvulas de agente de recubrimiento (2) controlables eléctricamente. actuadores para controlar las válvulas del agente de recubrimiento (2). La invención prevé que en el aplicador (1) esté integrado un circuito de control (5, 6) para controlar eléctricamente los actuadores. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Aplicador con un circuito de control integrado
La invención se refiere a un aplicador (por ejemplo, un cabezal de impresión) para la aplicación de un agente de revestimiento (por ejemplo, una pintura) a un componente (por ejemplo, un componente de carrocería de vehículo automóvil o una parte adicional de un componente de la carrocería de vehículo automóvil).
Los cabezales de impresión de tinta según el estado de la técnica (por ejemplo, documento US 9108424 B2), son conocidos, cuyos principios de operación se basan en el uso de válvulas electromagnéticas. Un pistón magnético (aguja de la válvula) es guiado a una bobina, y se eleva en la bobina mediante un suministro de corriente. De esta manera, se libera una abertura de válvula y, dependiendo del tiempo de apertura, el fluido (por ejemplo, la tinta), puede escapar como una gota o como una “parte de chorro” de varios tamaños.
Con los cabezales de impresión del estado de la técnica, tanto la electrónica de potencia como la lógica de cabezal de impresión están instaladas fuera del cabezal de impresión. La electrónica de potencia sirve para generar los voltajes y corrientes requeridos para hacer funcionar las válvulas electromagnéticas, mientras que la lógica de cabezal de impresión sirve para determinar los tiempos de conmutación de las válvulas electromagnéticas individuales, de acuerdo con un patrón dado y en sincronización con el controlador del robot.
En la mayoría de los casos, los cabezales de impresión están fijados a un soporte fijo y el objeto que va a ser impreso (recubierto) es guiado más allá del cabezal de impresión. Alternativamente, el cabezal de impresión está montado en una unidad lineal mediante la cual se mueve linealmente hacia atrás y hacia adelante, mientras que el objeto que va a ser impreso es guiado debajo del cabezal de impresión. Esto tiene como resultado secuencias de movimiento simples. Sin embargo, si un cabezal de impresión está instalado en un robot de 6 o 7 ejes, las secuencias de movimiento son mucho más complejas. Esto también influencia el patrón que resulta de la imagen impresa deseada, la secuencia del tiempo, para controlar las bobinas de válvula.
Si el cabezal de impresión contiene una pluralidad (>5, >10, >20, >50) de bobinas eléctricas, cada bobina debe controlarse de manera individual para producir la imagen impresa deseada. Para cada bobina, se requiere por lo menos uno, posiblemente también varios alambres, así como posiblemente una línea común para el suministro de masa o voltaje en la línea de control. Cuanto mayor sea la fuerza que va a ser generada por el accionador, deberá diseñarse la bobina de manera que sea más fuerte y grande y la sección transversal del cable de los alambres individuales deberá ser mayor, puesto que la necesidad de corriente es correspondientemente elevada. La sección transversal total del cable se incrementa de acuerdo con el número de alambres. El haz de cables debe ser guiado por el circuito de control o la electrónica de potencia al cabezal de impresión.
En el caso de un cabezal de impresión estacionario o en el caso de un cabezal de impresión que sólo es ligeramente móvil (por ejemplo, en un eje lineal) y un objeto movido, sólo hay algunas desventajas notables. Sin embargo, si el cabezal de impresión está instalado en un robot con múltiples ejes (6 ejes, 7 ejes, n ejes), el haz de cables debe enviarse del circuito de control fijo a través de los brazos del robot y en particular, a través de los ejes de mano. Debido al gran ángulo de torsión del eje de mano y las altas velocidades y aceleraciones, pueden ejercerse fuerzas enormes en estos cables. Esto requiere cables especiales con una elevada flexibilidad, que sean aptos para esta aplicación. Esta flexibilidad, sin embargo, sólo puede realizarse exactamente en un número limitado de alambres o un diámetro general limitado del cable. Además, una sección transversal del cable más grande puede restringir o impedir el movimiento del robot. Si el cable se coloca a través del eje de mano, sólo está disponible un espacio limitado (sección transversal del eje de mano), que puede ocuparse por otros cables (agente de revestimiento, aire, solvente).
Además, la longitud del cable entre el controlador y las válvulas electromagnéticas en el cabezal de impresión es problemática. Un cable más largo crea resistencias óhmicas adicionales, inductancias adicionales y capacitancias eléctricas adicionales. Esto tiene como resultado pérdidas de energía, por una parte, e influencias temporales por otra parte que, en el caso más simple, deben ser compensadas por la electrónica de potencia o la lógica de control, hasta el fallo de la función, si ya no es posible una corrección. Incluso si puede hacerse una corrección, debe llevarse a cabo de manera individual para cada cabezal de impresión o la instalación de cada válvula, cuando se pone en marcha un sistema. Por una parte, esto involucra gran cantidad de esfuerzo para determinar los parámetros (corrección) y, por otra parte, el riesgo de que cambien durante la vida de servicio del sistema (por ejemplo, debido a envejecimiento, influencias ambientales o reemplazo de partes).
Si las válvulas se hacen funcionar en el modo de funcionamiento de conmutación rápida, los conductores largos también conducen unas emisiones EMC (EMC: compatibilidad electromagnética), que tienen un efecto en el exterior e interfieren con otros dispositivos, así como un efecto interno negativo en otros canales. Además, la interferencia externa de otras fuentes también puede inducirse en el sistema de cabezal de impresión en las líneas largas, conduciendo a fallos.
Por último, pero no menos importante, las muchas líneas largas y movidas son susceptibles de interrupciones, ya sea en los alambres mismos o en los puntos de enchufe o contacto requeridos. Dichas interrupciones conllevan, por una parte, a problemas de aplicación, y, por otra parte, pueden sólo diagnosticarse con elevados costes. Además, las líneas de suministro largas a un cabezal de impresión con accionadores electromagnéticos plantean un riesgo de seguridad con respecto a la protección contra explosiones. Con grandes corrientes a través de la bobina, pueden producirse unos picos de alto voltaje si la línea de suministro se interrumpe debido a la inductancia de la bobina. Estos pueden actuar como una fuente de ignición, por ejemplo, mediante descarga de chispa. Los conductos de alimentación largos, que se mueven hacia atrás y hacia adelante en un robot, y especialmente en el eje de la mano del robot, hay un elevado riesgo de ruptura del cable.
Para controlar los robots convencionales (pintura), se utilizan controladores del robot que tienen una duración del ciclo específica (por ejemplo, 8 ms, 4 ms, 2 ms, 1 ms). Estos son capaces de enviar órdenes a los accionadores conectados a ellos, ya sea directamente o a través de un sistema de bus, con el fin de lograr el resultado deseado de la aplicación. La resolución mínima que puede lograrse se define por la duración del ciclo y la velocidad de movimiento del robot. Como regla, estas duraciones del ciclo no son suficientes para lograr las exactitudes (aplicación) deseadas con el cabezal de impresión.
Para aplicar un gráfico, las válvulas individuales deben ser capaces de encenderse y apagarse a intervalos más cortos que lo permitido por la velocidad del ciclo del controlador del robot. Por ejemplo, con una resolución de la aplicación deseada de 0,1 mm y una velocidad máxima de la trayectoria del robot de 1000 mm/s, se requiere una duración del ciclo de máximo l00 ps.
Por lo tanto, debe utilizarse un controlador del cabezal de impresión separado, que sea capaz de controlar los accionadores muchas veces más rápido que el controlador del robot. Este control del cabezal de impresión es suministrado por el controlador del robot con la información para conmutar los accionadores, y a continuación, procesa ésta de manera independiente después de que se haya activado por el controlador del robot.
La figura 1 muestra una representación esquemática de una instalación de revestimiento convencional con un cabezal de impresión 1 para revestir los componentes (por ejemplo, los componentes de la carrocería de vehículo automóvil o unas partes adicionales para los componentes de la carrocería del vehículo automóvil). El cabezal de impresión 1 contiene una pluralidad de boquillas para distribuir un chorro limitado estrechamente del agente de revestimiento, de manera que la distribución del agente de revestimiento de las boquillas es controlada por una pluralidad de válvulas electromagnéticas 2.
El control del cabezal de impresión 1 tiene lugar mediante un control de cabezal de impresión 3, que se conecta al cabezal de impresión 1 mediante un cable con múltiples alambres 4. El número de alambres en el cable 4 depende del número de las válvulas electromagnéticas 2 en el cabezal de impresión 1, que conduce a una formación relativamente gruesa y, en consecuencia, no flexible del cable 4, con un número elevado de válvulas electromagnéticas 2.
Por una parte, el control de cabezal de impresión 3 contiene una electrónica de potencia 5, que proporciona los voltajes y corrientes requeridos para controlar las válvulas electromagnéticas 2.
Por otra parte, el control de cabezal de impresión 3 también contiene una lógica de cabezal de impresión 6, que determina los tiempos de conmutación para las válvulas electromagnéticas 2 y controla de manera correspondiente la electrónica de potencia 5.
Del lado de la entrada, la lógica de cabezal impresión 6 está conectada a un módulo de gráficos 7, por una parte, y a un controlador del robot 8, por otra parte. Las abreviaturas RPC y RCMP mostradas en los dibujos significan los términos “Control del Robot y del Proceso(Robot and Process Control)’’y “Panel Modular de Control del Robot (Robot Control Modular Panel)”.
El módulo de gráficos 7 especifica un gráfico específico, que es aplicado por el cabezal de impresión 1 al componente (por ejemplo, un componente de la carrocería de vehículo automóvil), por lo que el gráfico especificado por el módulo de gráficos 7 determina los tiempos de conmutación para las válvulas electromagnéticas 2. La lógica de cabezal de impresión 6 determina entonces los puntos de conmutación dependiendo del gráfico especificado por el módulo de gráficos 7.
El controlador del robot 8 controla el robot de revestimiento con múltiples ejes, que guía el cabezal de impresión 1 sobre el componente que va a ser recubierto (por ejemplo, un componente de la carrocería de vehículo automóvil). Los datos de control del robot correspondientes son transmitidos por el control del robot 8 a la lógica de cabezal de impresión 6. Por ejemplo, estos datos de control del robot pueden incluir la posición y orientación del cabezal de impresión 1 o por lo menos permitir que la posición y orientación del cabezal de impresión 1 se deriven de los datos de control del robot. La lógica de cabezal de impresión determina a continuación, los tiempos de conmutación para las válvulas electromagnéticas 2, dependiendo del gráfico especificado por el módulo de gráficos 7, teniendo en cuenta los datos de control del robot suministrados por el controlador de robot 8, que permite una sincronización con el movimiento del robot.
Sin embargo, esta disposición bien conocida tiene las desventajas descritas con detalle al principio. Con respecto al antecedente técnico general de la invención, debe hacerse referencia también a los documentos US 2002/0030707 A1, DE 10 2012 006 371 A1, EP 1821 016 A2, WO 2010/046064 A1, DE 101 50 231 A1, US 2008/217437 A1, US 4 453 652 A, US 2011/043030 A1, US 2004/223282 A1, EP 3 213 823 A1 y "Manual de aplicación para semiconductores de potencia", ISBN 978-3-938843-85-7.
Finalmente, el documento WO 2008/151714 A1 divulga un aplicador según el preámbulo de la reivindicación 1. No obstante, este aplicador conocido todavía no es totalmente satisfactorio.
La invención se basa, por lo tanto, en el objetivo de crear un aplicador (por ejemplo, un cabezal de impresión) mejorado de manera correspondiente.
Este objetivo es alcanzado por un aplicador (por ejemplo, un cabezal de impresión( según la invención de acuerdo con la reivindicación principal.
El aplicador (por ejemplo, cabezal de impresión) según la invención es generalmente apto para la aplicación de un agente de revestimiento. Por lo tanto, la invención no está limitada al agente de revestimiento específico, con respecto al tipo de agente de revestimiento que va a ser aplicado. De manera preferida, sin embargo, el cabezal de impresión está diseñado para la aplicación de una pintura. Alternativamente, es posible que el agente de revestimiento sea un adhesivo o un material de sellado, por ejemplo, para sellar las uniones en las carrocerías de vehículos automóviles. El aplicador según la invención, por lo tanto, puede diseñarse también como un aplicador de adhesivo o como un aplicador de un material de sellado.
Deberá mencionarse también que el cabezal de impresión según la invención es generalmente apto para aplicar el agente de revestimiento (por ejemplo, una pintura) a un componente específico. Con respecto al tipo del componente que va a ser recubierto, la invención tampoco está limitada. De manera preferida, sin embargo, el cabezal de impresión de acuerdo con la invención está diseñado para aplicar un agente de revestimiento (por ejemplo, una pintura) a un componente de carrocería de un vehículo automóvil, o una parte adicional de un componente de carrocería de un vehículo automóvil.
El aplicador según la invención inicialmente tiene varias boquillas en correspondencia con el estado de la técnica, para aplicar el agente de revestimiento en forma de un chorro de agente de revestimiento. Cada una de las boquillas emite, por lo tanto, un chorro controlable individualmente del agente de revestimiento.
Deberá mencionarse en la presente memoria, que el cabezal de impresión según la invención no emite un cono de pulverización del agente de revestimiento de las boquillas, sino que, en su lugar, chorros limitados espacialmente con sólo una pequeña expansión del chorro. El cabezal de impresión según la invención difiere de los pulverizadores (por ejemplo, pulverizadores giratorios, pulverizadores de aire, etc.), que no emiten un chorro limitado espacialmente del agente de revestimiento, sino un cono de pulverización del agente de revestimiento. Los chorros de agente de revestimiento individuales pueden consistir cada uno en gotas del agente de revestimiento separadas espacialmente, de manera que el chorro del agente de revestimiento también puede describirse como un chorro de gotas. Alternativamente, también está la posibilidad de que los chorros del agente de revestimiento sean contiguos en la dirección longitudinal del chorro.
Además, de acuerdo con el estado de la técnica, el aplicador según la invención tiene varias válvulas del agente de revestimiento para controlar la liberación del agente de revestimiento a través de las boquillas individuales. Estas válvulas del agente de revestimiento pueden controlarse de manera convencional, mediante varios accionadores controlables eléctricamente (por ejemplo, accionadores magnéticos), de manera que el control eléctrico de los accionadores controla la liberación del agente de revestimiento a través de las boquillas. Sin embargo, la invención no está limitada a los accionadores magnéticos con respecto al principio de acción técnicofísico de los accionadores, sino que también puede realizarse con otros tipos de accionadores, por ejemplo, con accionadores piezoeléctricos, por nombrar solo un ejemplo.
El aplicador según la invención se distingue del estado de la técnica en que un circuito de control para el control eléctrico de los accionadores está integrado en el cabezal de impresión. Esto es ventajoso debido a que evita los problemas del estado de la técnica descritos anteriormente.
La integración del circuito de control en el aplicador (por ejemplo, cabezal de impresión) permite un acortamiento de las longitudes del cable entre el circuito de control y los accionadores, por lo que se reducen las inductividades y capacitancias perturbadoras.
Además, la integración del circuito de control en el aplicador (por ejemplo, cabezal de impresión) también conduce a una reducción en las emisiones EMC y reduce la susceptibilidad de emisiones EMC externas debido al acortamiento de las longitudes del cable.
Además, los cables acortados entre el circuito de control y los accionadores también son menos susceptibles a interrupciones.
Además, las líneas acortadas entre el circuito de control y los accionadores, permiten una velocidad del ciclo más alta de las válvulas de revestimiento o tiempos de conmutación más cortos.
Al integrar el circuito de control en el cabezal de impresión, no sólo puede reducirse de manera significativa el número de alambres requeridos en la línea, sino también su sección transversal. Si el circuito de control está instalado en el armario de control de la manera convencional, las distancias en el intervalo comprendido entre 10m y 50 m, con frecuencia, deben puentearse hasta el cabezal de impresión. Las corrientes requeridas para las bobinas de la válvula en el intervalo de amperes requieren una cierta sección transversal con el fin de reducir al mínimo la pérdida de la línea. Esta sección transversal debe proporcionarse para cada bobina. Si, por una parte, la electrónica de potencia está integrada en el cabezal de impresión, las corrientes pueden reducirse al mínimo seleccionando un voltaje de suministro más alto para la electrónica de potencia (por ejemplo, 48V), que el voltaje nominal de la bobina (por ejemplo, 12V). Por otra parte, la corriente puede reducirse aún más, controlando las bobinas individuales una después de la otra, de una manera ligeramente desfasada, más que de manera simultánea. Esto puede lograrse con la alta velocidad del reloj de la lógica de control integrado. Para esto, es necesario que la velocidad del reloj sea incluso más alta que la requerida por la resolución de la aplicación.
Por ejemplo, el circuito de control integrado puede contener una electrónica de potencia para controlar los accionadores. Esto significa que la electrónica de potencia proporciona las tensiones requeridas para hacer funcionar los accionadores.
La integración de la electrónica de potencia en el aplicador permite unos conductos cortos entre la electrónica de potencia y los accionadores, por lo que la longitud de la línea, por ejemplo, puede ser de un máximo de 300 mm, un máximo de 200 mm, un máximo de 100 mm o un máximo de 50 mm o incluso un máximo de 10 mm. En los casos límite, la electrónica de potencia también puede montarse directamente en los accionadores.
Deberá mencionarse también, que la electrónica de potencia acciona los accionadores con un voltaje eléctrico que está preferentemente en el intervalo de 6V a 96V, especialmente en el intervalo de 12V a 48V.
Los accionadores son controlados por la electrónica de potencia, de tal manera, que una corriente eléctrica fluye a través de los accionadores individuales, preferentemente, en el intervalo comprendido entre 0,01A y 10A, especialmente en el intervalo comprendido entre 0,25Ay 5A o 0,05A y 1A.
La electrónica de potencia controla preferentemente los accionadores con una modulación del ancho del pulso (PWM) con un ciclo de operación variable. Sin embargo, la invención no está limitada a la modulación del ancho del pulso con respecto al tipo de modulación utilizada, sino que también puede implementarse con otros tipos de modulación.
Además, el circuito de control integrado también puede comprender una lógica de cabezal de impresión como se describió anteriormente. La lógica de cabezal de impresión está conectada a la electrónica de potencia en el lado de la salida y determina los tiempos de conmutación para las válvulas individuales del agente de revestimiento del cabezal de impresión. En el lado de entrada, la lógica de cabezal de impresión está conectada con un controlador del robot y/o con un módulo de gráficos.
El controlador del robot controla el robot de revestimiento, que mueve el cabezal de impresión sobre el componente bajo un control del programa, de manera que el controlador del robot informa de los datos de control del robot correspondientes a la lógica de cabezal de impresión, para que la lógica de cabezal de impresión pueda determinar los puntos de conmutación para las válvulas individuales del agente de revestimiento, dependiendo de los datos de control del robot. Por ejemplo, los datos de control del robot pueden reflejar la posición y orientación del cabezal de impresión. De manera alterna, también es posible que la lógica de cabezal de impresión derive la posición y orientación del cabezal de impresión de los datos de control del robot únicamente.
El módulo de gráficos, por una parte, define los patrones de conmutación para los accionadores, de acuerdo con un gráfico predefinido que se va a aplicar al componente. Estos patrones de conmutación se transfieren, a continuación, del módulo de gráficos a la lógica de cabezal de impresión.
La lógica de cabezal de impresión determina los puntos de conmutación dependiendo de los datos de control del robot y/o dependiendo de los patrones de conmutación del módulo de gráficos, y controla la electrónica de potencia de manera correspondiente.
De esta manera, la lógica de cabezal de impresión controla los procesos de apertura y cierre de las boquillas, a través del control de los accionadores, que se conectan a las agujas del accionador. Los procesos de apertura y cierre son especificados por un programa que es generado en una unidad de nivel más alto. El estado de cada válvula (abierto o cerrado), se almacena en este programa para cada posición del robot, con referencia a la superficie que va a ser pintada.
Es posible que el cabezal de impresión expulse de manera continua el material de revestimiento en forma de chorros o que expulse el material de revestimiento en forma de gotas. En el último caso, el controlador abre y cierra las boquillas a una elevada frecuencia (por ejemplo, 10 Hz-2000 Hz, 100 Hz-10000 Hz), mientras que el cabezal de impresión es guiado por el robot sobre la superficie que va a ser recubierta.
La lógica de cabezal de impresión, por lo tanto, de manera preferida, tiene al menos uno de los siguientes componentes o elementos:
- una interfaz de comunicación para la comunicación con el controlador del robot,
- una primera unidad lógica para el procesamiento lógico de los patrones de conmutación suministrados por el módulo de gráficos,
- un dispositivo de sincronización para sincronizar los patrones de conmutación suministrados por el módulo de gráficos con el controlador del robot, y/o
- una segunda unidad lógica para compensar las tolerancias en la cadena de control a los accionadores, con el fin de lograr la sincronización exacta de los canales individuales para los diferentes accionadores.
Para un buen resultado de la aplicación, es esencial que el control del cabezal de impresión conmute las válvulas de manera exacta correspondiendo con la posición del robot. Para este propósito, el circuito de control se sincroniza con el ciclo del controlador del robot y es activado cuando el programa de la válvula especificada se va a ejecutar.
Puesto que las válvulas individuales tienen diferentes características (por ejemplo, debido a las tolerancias de fabricación), el circuito de control contiene unos mecanismos para compensar éstas mediante un control individual de cada válvula. La integración del circuito de control en el aplicador (por ejemplo, cabezal de impresión) tiene como resultado una unidad, que puede probarse y parametrizarse completamente. Esto hace posible que el usuario cambie fácilmente el cabezal de impresión de un robot a otro.
En una configuración de la invención, los accionadores son unos accionadores electromagnéticos, cada uno con una bobina. En función de la corriente aplicada a la bobina, mueve a continuación un anclaje se en la bobina, de manera que el anclaje actúa directa o indirectamente en una aguja de la válvula. Para abrir una válvula de agente de revestimiento, la electrónica de potencia controla la bobina del accionador en cuestión con una corriente inicial relativamente alta. Después de la apertura y para mantener abierta la válvula de agente de revestimiento, la electrónica de potencia sólo tiene que accionar el accionador con una corriente de retención más baja, que es inferior a la corriente inicial.
En una configuración, los accionadores están diseñados como accionadores electromagnéticos con una bobina cada uno, la bobina se conecta de manera preferida, permanentemente a tierra o a una tensión de potencia con una primera conexión de la bobina sin importar el estado de conmutación, mientras que la segunda conexión de la bobina se conecta a tierra o a un voltaje de suministro mediante un elemento de conmutación controlable. El elemento de conmutación controlable para conmutar la bobina puede estar dispuesto en cualquiera de entre el lado positivo (“ lado alto”) o el lado negativo (“lado bajo”). Además, un diodo de protección puede estar conectado en paralelo a la bobina.
En otro ejemplo de forma de realización de la invención, por una parte, ambas conexiones de la bobina están conectadas al voltaje de suministro o a tierra mediante un elemento de conmutación controlable. Esta variante de la invención con dos elementos de conmutación controlables para conmutar la bobina es ventajosa por dos razones. Primero, la energía almacenada en el campo magnético de la bobina no se consume en la bobina, sino que fluye nuevamente al suministro. Por otra parte, esta relocalización de la energía mediante dos elementos de conmutación es mucho más rápido que el consumo en la bobina.
Sin embargo, estas dos ventajas son contrarrestadas por la desventaja de un esfuerzo de instalación más alto, puesto que se requieren dos alambres para cada válvula, mientras que la conmutación de la bobina con sólo un elemento de conmutación necesita menos cables de manera correspondiente. Esta desventaja, sin embargo, es secundaria a la integración según la invención de la electrónica de potencia en el cabezal de impresión, puesto que se requieren sólo líneas cortas entre la electrónica de potencia y los accionadores.
En esta variante de la invención, con dos elementos de conmutación controlables para conmutar la bobina, pueden estar previstos, ya sea dos diodos de protección o dos elementos de conmutación controlables adicionales.
Una característica adicional de las fases de salida de potencia simples es la conmutación simple de la modulación del ancho del pulso (PWM) entre dos ciclos de trabajo diferentes, con el fin de controlar las bobinas con un alto voltaje para la abertura y con un voltaje más bajo para la retención. La corriente a través de la bobina resulta entonces de los voltajes resultantes, la resistencia DC (RDC) de la bobina y las resistencias en línea en la línea de suministro. Puesto que la resistencia DC (RDC) está típicamente en el intervalo de unos pocos ohms, es evidente que la influencia de las resistencias del conducto ya no puede despreciarse. Tiene una influencia directa en la corriente que fluye en la bobina, y en la fuerza que puede aplicar el accionador. Cuanto más variable sea la resistencia del conducto (por ejemplo, debido a diferentes longitudes y/o secciones transversales del cable), más molesta será esta influencia y podrá reducirse al mínimo significativamente mediante la integración en el aplicador. Cuanto más cerca la electrónica de potencia en el accionador, menores serán las influencias de la conexión entre los dos componentes. Debido al posicionamiento de la electrónica de potencia en el cabezal de impresión, los conductores eléctricos a los accionadores son cortos (<300 mm, <250 mm, <200 mm o incluso <150 mm). Además, esta conexión ya no tiene que seguir los movimientos del robot, sino que puede ser fija.
Además, existen variaciones que resultan de las influencias de la temperatura (especialmente, la resistencia de la bobina). En los sistemas de control simples, esto se compensa junto con las pérdidas del conducto, de tal manera que las bobinas se hacen funcionar con un voltaje más alto que el necesario realmente con el fin de tener suficiente reserva funcional. Como resultado, realmente fluye más corriente de la necesaria en las bobinas, lo que, a su vez, conlleva un desarrollo de calor más alto, y hace al sistema menos eficiente en general. Por lo tanto, es esencialmente mejor regular la corriente en la bobina, en lugar de hacer funcionar la bobina con diferentes voltajes. La estabilidad de la regulación también se beneficia de la integración en el cabezal de impresión, puesto que las influencias externas se reducen a un mínimo.
Asimismo, cabe mencionar que el circuito de control está integrado en el alojamiento del aplicador.
En el ejemplo de forma de realización preferido de la invención, el aplicador está protegido contra las explosiones, en particular de acuerdo con la norma DIN EN 60079-2. Esto puede lograrse, por ejemplo, mediante un enjuague por gas comprimido del alojamiento del aplicador. Con el fin de hacer que el aplicador (por ejemplo, el cabezal de impresión) sea a prueba de explosiones, de acuerdo con las regulaciones aplicables, todo el alojamiento puede purgarse con un gas inerte (por ejemplo, aire comprimido), de manera que se acumule una baja presión interna (<1 bar). Un sensor mide de manera constante la presión interna. Los valores límite (presión mínima y presión máxima) de la presión interna son parte del concepto de seguridad y se almacenan en el sistema de control de nivel más alto. El gas introducido en el alojamiento escapa a través de un orificio (un obturador, una válvula, una válvula antirretorno) en el alojamiento o en un componente adyacente al alojamiento próximo al cabezal de impresión, o en otras áreas sin presión, por ejemplo, vía el eje de la mano en el brazo del robot. En una forma de realización especial, el gas se introduce en el alojamiento de tal manera, que enfríe los accionadores y/o los componentes electrónicos. Los componentes eléctricos (por ejemplo, tableros de circuitos, componentes), también pueden recubrirse con un polímero autorreticulante para lograr el objetivo de la protección contra explosiones.
Además, debería mencionarse que la invención no sólo reivindica la protección para el aplicador descrito anteriormente como un componente único. En su lugar, la invención también reivindica la protección para un robot de revestimiento (por ejemplo, un robot de pintura) con dicho aplicador.
Finalmente, la invención también reivindica la protección para una instalación de revestimiento completa (por ejemplo, un sistema de pintura), con el robot de revestimiento de acuerdo con la invención con el aplicador montado en el mismo, un controlador del robot para el control por programa del robot de revestimiento y un módulo de gráfico para especificar patrones de conmutación para accionadores según un gráfico predeterminado.
El cableado entre el controlador del robot y el controlador del cabezal de impresión puede reducirse a un mínimo. El cable puede incluir una alimentación de tensión de potencia para los accionadores, especialmente con un voltaje de 48 V CC a una potencia de 0,1 kW, 0,5 kW o más de 1 kW. Además, el cable puede tener un suministro del voltaje de control para la lógica de cabezal de impresión y/o la electrónica de potencia, especialmente con un voltaje de 24 V CC. El cable también puede estar equipado con igualación del potencial y/o una conexión de comunicación (por ejemplo, una conexión a Ethernet) para la conexión al controlador del robot.
La invención también permite que el cable sea un cable híbrido, en el cual todos los alambres del cable están bajo una funda protectora común y/o varias funciones comparten un alambre común del cable, en particular, una línea a tierra común.
Finalmente, deberá mencionarse que las conexiones al aplicador para el controlador del robot, el módulo de gráficos y/o la lógica de cabezal de impresión deben ser separables, en particular, enchufables. Aquí, las conexiones al aplicador pueden, por ejemplo, estar en un alojamiento, en una brida de conexión, en el exterior del alojamiento o en el exterior de la brida de conexión del aplicador.
Otras modificaciones ventajosas de la invención se indican en las reivindicaciones dependientes o se explican con más detalle a continuación, junto con la descripción de las formas de realización preferidas de la invención utilizando las figuras. Las mismas muestran:
La figura 1 es una representación esquemática de una instalación de pintura convencional con un cabezal de impresión,
la figura 2 muestra una representación esquemática de una instalación para pintura según la invención, en la cual una lógica de cabezal de impresión y una electrónica de potencia están integradas en el cabezal de impresión,
la figura 3 es una modificación de la figura 2, en la que sólo la electrónica de potencia está integrada en el cabezal de impresión,
la figura 4 es una modificación de la figura 2, en la que un módulo de gráficos del control del robot está preconfigurado,
la figura 5 es un diagrama esquemático que ilustra el control de una bobina de una válvula electromagnética mediante un elemento de conmutación único,
la figura 6 es una modificación de la figura 5 con dos elementos de conmutación para controlar la bobina, la figura 7 es una modificación de la figura 6 con dos elementos de conmutación adicionales en lugar de los diodos de protección en la figura 6,
la figura 8 muestra un diagrama que ilustra los voltajes modulados por el ancho del pulso para dos diferentes patrones de conmutación, y
la figura 9 muestra la curva de la corriente cuando se conmuta una bobina.
La figura 2 muestra una ilustración esquemática de una instalación para pintura según la invención, que puede utilizarse, por ejemplo, para pintar componentes de carrocería de un vehículo automóvil. Esta forma de realización según la invención corresponde parcialmente a la representación descrita anteriormente y mostrada en la figura 1, de manera que se hace referencia a la descripción anterior con el fin de evitar repeticiones, por lo que se utilizan los mismos signos de referencia para los detalles correspondientes.
Una característica especial de este ejemplo de forma es que la lógica de cabezal de impresión 6 y la electrónica de potencia 5 están integrados en el cabezal de impresión 1.
Por una parte, esto tiene la ventaja de que las líneas 4 entre la electrónica de potencia 5 y las válvulas electromagnéticas 2 son menos susceptibles a interrupciones.
Por otra parte, las líneas entre la electrónica de potencia 5 y las válvulas electromagnéticas 2 son también menos susceptibles a las emisiones EMC interferentes del exterior.
Otra ventaja es que las líneas entre la electrónica de potencia 5 y las válvulas electromagnéticas 2 son más cortas, de manera que se produce una menor pérdida de la energía en las líneas y las influencias del tiempo son menos fuertes.
En general, al acortar las líneas, se crean menos resistencias, inductancias y capacitancias óhmicas adicionales. Además, las líneas entre la electrónica de potencia 5 y las válvulas electromagnéticas 2 no están sometidas a ninguna deformación mecánica debido a la integración de la electrónica de potencia en el cabezal de impresión 1, como es el caso con la tecnología del estado de la técnica.
La figura 3 muestra una variación del ejemplo de forma de realización mostrado en la figura 2, de manera que, para evitar repeticiones, se hace referencia a la descripción anterior, utilizando las mismas marcas de referencia para los detalles correspondientes.
Una característica especial de este ejemplo de forma de realización es que solo la electrónica de potencia 5 está integrada en el cabezal de impresión 1, mientras que la lógica de cabezal de impresión 6 está dispuesto fuera del cabezal de impresión 1 en un control del cabezal de impresión 3.
El ejemplo de forma de realización mostrado en la figura 4 nuevamente corresponde en gran medida a los ejemplos descritos anteriormente, de manera que se hace referencia a la descripción anterior para evitar repeticiones, utilizando las mismas marcas de referencia para los detalles apropiados.
Una característica especial de este ejemplo de forma de realización es que la lógica de cabezal de impresión 6 no está conectada directamente al módulo de gráficos 7, como en las figuras 1-3. En su lugar, el controlador del robot 8 está dispuesto entre la lógica de cabezal de impresión 6 y el módulo de gráficos 7. La lógica de cabezal de impresión 6, por lo tanto, sólo está conectada de manera indirecta al módulo de gráficos 7.
La figura 5 muestra un diagrama del circuito simplificado para controlar una bobina L en las válvulas electromagnéticas 2. Una primera conexión de la bobina 9 de la bobina L está conectada directamente a un voltaje de suministro CC. Una segunda conexión de la bobina 10, por otra parte, está conectada a tierra por medio de un elemento de conmutación controlable S.
Un diodo de protección D está conectado en paralelo a la bobina L.
Además, un condensador C está conectado en paralelo al voltaje de suministro DC.
El diseño de la fase de salida de potencia descrito anteriormente es comparativamente simple, pero este diseño tiene la desventaja de que se extienden los tiempos de cierre de las válvulas electromagnéticas 2. En el estado cerrado del elemento de conmutación controlable S, se alimenta energía y se almacena en el campo magnético de la bobina L. Esta energía se utiliza a continuación para controlar la válvula. Si el elemento de conmutación controlable S está abierto ahora, la corriente continúa fluyendo por el diodo de protección D, debido a la energía almacenada, hasta que el campo magnético se elimina completamente. Esto es especialmente indeseable cuando se imprime con gotas.
La figura 6 muestra, por lo tanto, un posible diseño alternativo de una fase de salida de potencia, que, a su vez, corresponde parcialmente al diseño simple descrito anteriormente, de manera que se hace referencia a la descripción anterior para evitar repeticiones, por lo que se utilizan los mismos signos de referencia para los detalles correspondientes.
Una característica especial de este diseño es que la primera conexión de bobina 9 se conecta al voltaje de suministro DC por medio de un primer elemento de conmutación controlable S1, mientras que la segunda conexión de la bobina C está conectada a tierra por medio de un segundo elemento de conmutación S2 controlable.
Además, la primera terminal de la bobina 9 está conectada a tierra por medio de un primer diodo de protección D1, mientras que la segunda terminal de la bobina C se conecta al voltaje de suministro CC por medio de un segundo diodo de protección D2.
Este diseño de la fase de salida de potencia tiene dos desventajas. Primero, la energía almacenada en el campo magnético de la bobina L no se consume en la bobina L, sino que fluye nuevamente hacia el suministro o hacia el condensador de almacenamiento C. Por otra parte, esta relocalización de la energía de la bobina L es mucho más rápida que el consumo.
Sin embargo, estas dos ventajas son contrarrestadas por la desventaja de un esfuerzo de instalación más alto, puesto que se requieren dos alambres para cada una de las válvulas 2 para controlar los dos elementos de conmutación S1, S2, mientras que la solución simple de acuerdo con la figura 5, requiere sólo un alambre para controlar el elemento de conmutación S a la vez. Esta desventaja, sin embargo, es secundaria debido a la integración de la electrónica de potencia 5 en el cabezal de impresión 1 según la invención.
La figura 7 muestra una modificación del ejemplo de forma de realización de acuerdo con la figura 6, de manera que, para evitar repeticiones, se hace referencia a la descripción anterior, utilizando los mismos signos de referencia para los detalles correspondientes.
Una característica especial de este ejemplo de forma de realización es que los dos diodos de protección D1, D2 se han reemplazado por dos elementos de conmutación controlables S3, S4.
La figura 8 muestra un diagrama que ilustra dos voltajes diferentes U1, U2 en la modulación del ancho del pulso por dos diferentes patrones de conmutación 11, 12. El patrón de conmutación 11 genera el voltaje U2 relativamente alto, mientras que el patrón de conmutación 12 genera el voltaje U1 más bajo.
Finalmente, la figura 9 muestra la curva de la corriente cuando se acciona una de las válvulas electromagnéticas 2. Después de un intervalo inicial tV, la corriente I se eleva primero a una corriente inicial Is y a continuación, se mantiene en este valor por la duración inicial ts. A continuación, la corriente cae a una corriente de retención Ih más pequeña, y se mantiene en este valor más bajo durante un cierto tiempo de retención tH.
Listado de signos de referencia
1 Cabezal de impresión
2 Válvulas electromagnéticas
3 Control del cabezal de impresión
4 Cable entre el control del cabezal de impresión y cabezal de impresión 5 Electrónica de potencia
6 Lógica de cabezal de impresión
7 Módulo de gráficos
8 Control del robot
9 Primera conexión de la bobina
10 Segunda conexión de la bobina
11, 12 Patrón de conmutación
C Condensador
D, D1, D2 Diodos de protección
CC Voltaje de suministro
L Bobina de la válvula electromagnética
S Elemento de conmutación controlable
S1-S4 Elementos de conmutación controlables
U1, U2 Voltajes de los dos patrones de conmutación 11, 12

Claims (13)

REIVINDICACIONES
1. Aplicador (1), en particular un cabezal de impresión (1) para la aplicación de un agente de revestimiento, en particular una pintura, un adhesivo o un material de sellado, a un componente, en particular a un componente de carrocería de vehículo automóvil o parte adicional para un componente de carrocería de vehículo automóvil, con a) un alojamiento,
b) varias boquillas para aplicar el agente de revestimiento en forma de un chorro de agente de revestimiento, c) varias válvulas de agente de revestimiento (2) para controlar la emisión del agente de revestimiento a través de las boquillas individuales,
d) varios accionadores (L) eléctricamente controlables para controlar las válvulas de agente de revestimiento (2), en los que los accionadores (L) son unos accionadores electromagnéticos (L), que presentan, cada uno, una bobina (L), y
e) un circuito de control (5, 6) integrado en el aplicador (1) para controlar eléctricamente los accionadores (L), en el que el circuito de control integrado contiene una electrónica de potencia (5) para controlar los accionadores (L),
f) en el que la electrónica de potencia (5) controla la bobina (L) de uno de los accionadores (L) para abrir la válvula de agente de revestimiento asociada con una corriente inicial (I<s>), y
g) en el que la electrónica de potencia (5) controla la bobina (L) de uno de los accionadores (L) para mantener abierta la válvula de agente de revestimiento asociada ya abierta previamente con un corriente de retención (I<h>),
caracterizado por que,
h) el circuito de control (5, 6) está integrado en el alojamiento (1) del aplicador (1), y
i) la corriente de retención (I<h>) es inferior a la corriente inicial (I<s>).
2. Aplicador (1) según la reivindicación 1, caracterizado por que,
a) la electrónica de potencia (5) está conectada con los accionadores (L) mediante unas líneas cortas (4) con una longitud de línea de como máximo 300 mm, 200 mm, 100 mm, 50 mm o de como máximo 10 mm, y/o b) la electrónica de potencia (5) controla los accionadores (L) con un voltaje eléctrico, que está en el intervalo comprendido entre 6V y 96V, en particular, en el intervalo comprendido entre 12V y 48V, y/o
c) la electrónica de potencia (5) controla los accionadores (L) individuales, de tal manera que una corriente eléctrica, que está en el intervalo comprendido entre 0,01A y 10A, en particular en el intervalo comprendido entre 0,2Ay 5A o 0,05Ay 1A, fluya a través de los accionadores (L) individuales, y/o
d) la electrónica de potencia (5) controla los accionadores (L) con una modulación del ancho del pulso con un ciclo de operación variable o una modulación de la frecuencia u otra modulación.
3. Aplicador (1) según la reivindicación 1 o 2, caracterizado por que,
a) el circuito de control (5, 6) integrado también comprende una lógica de cabezal de impresión (6), b) la lógica de cabezal de impresión (6) está conectada en el lado de salida con la electrónica de potencia (5),
c) la lógica de cabezal de impresión (6) está conectada en el lado de entrada con un controlador de robot (8) y/o con un módulo de gráficos (7),
d) el controlador de robot (8) controla un robot de revestimiento, que mueve el aplicador (1) sobre el componente mediante control por programa, informando el controlador de robot (8) de los datos de control del robot a la lógica de cabezal de impresión (6),
e) el módulo de gráficos (7) especifica unos patrones de conmutación para los accionadores (L) según un gráfico predefinido e informa a la lógica de cabezal de impresión (6), y
f) la lógica de cabezal de impresión (6) controla la electrónica de potencia (5) en función de los datos de control del robot y en función de los patrones de conmutación.
4. Aplicador (1) según la reivindicación 3, caracterizado por que la lógica de cabezal de impresión (6) comprende lo siguiente:
a) una interfaz de comunicación para la comunicación con el controlador del robot (8),
b) una primera unidad lógica para procesar de manera lógica los patrones de conmutación suministrados por el módulo de gráficos (7),
c) un dispositivo de sincronización para sincronizar los patrones de conmutación suministrados por el módulo de gráficos (7) con el controlador del robot (8), y/o
d) una segunda unidad lógica para compensar las tolerancias en la cadena de control a los accionadores (L), con el fin de lograr una sincronización exacta de los canales individuales para los diferentes accionadores (L).
5. Aplicador (1) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que,
a) la bobina (L) está conectada de manera permanente a tierra o a un voltaje de suministro (CC) con una primera conexión de bobina (9), independientemente del estado de conmutación,
b) la bobina (L) está conectada con una segunda conexión de bobina (10) a través de un elemento de conmutación controlable (S) a tierra o a un voltaje de suministro (CC), y/o
c) un diodo de protección (D) está conectado en paralelo con la bobina (L).
6. Aplicador (1) según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que,
a) la bobina (L) está conectada con una primera conexión de bobina (9) a través de un primer elemento de conmutación controlable (S1) con un voltaje de suministro (CC), y
b) la bobina (L) está conectada a tierra con una segunda conexión de bobina (10) a través de un segundo elemento de conmutación controlable (S2).
7. Aplicador (1) según la reivindicación 6, caracterizado por que,
a) la bobina (L) está conectada con la segunda conexión de bobina (10) a través de un segundo diodo de protección (D2) o de un tercer elemento de conmutación controlable (S4) con el voltaje de suministro (CC), y/o
b) la bobina (L) está conectada a tierra con la primera conexión de bobina (9) a través de un primer diodo de protección (D1) o de un cuarto elemento de conmutación controlable (S3).
8. Aplicador (1) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el aplicador (1) es a prueba de explosiones, en particular según la norma DIN EN 60079-2, en particular, con un enjuague por gas comprimido del alojamiento del aplicador (1).
9. Robot de revestimiento, en particular un robot de pintura, con un aplicador (1) según una de las reivindicaciones anteriores.
10. Instalación de revestimiento para la aplicación del agente de revestimiento, en particular la pintura, al componente, en particular al componente de carrocería de vehículo automóvil o a la parte adicional para un componente de la carrocería de vehículo automóvil, con
a) el robot de revestimiento según la reivindicación 9 con un aplicador según una de las reivindicaciones 3 a 8, cuando depende de la reivindicación 3,
b) el controlador del robot (8) para un control del programa del robot de revestimiento, y
d) el módulo de gráficos (7) para especificar los patrones de conmutación para los accionadores (L) según un gráfico predefinido.
11. Instalación de revestimiento según la reivindicación 10, caracterizada por al menos un cable entre el controlador del robot (8) y la lógica de cabezal de impresión (6), comprendiendo el cable las siguientes conexiones:
a) una alimentación de tensión de potencia para los accionadores (L), en particular con un voltaje de 48 V CC a una potencia mayor que 0.1 kW, mayor que 0.5 kW o mayor que 1 kW,
b) una alimentación de voltaje de control para la lógica de cabezal de impresión (6) y/o la electrónica de potencia (5), en particular con un voltaje de 24 V CC,
c) una igualación del potencial; y
d) una conexión de comunicación para la conexión al controlador del robot (8), en particular una conexión a Ethernet.
12. Instalación de revestimiento según la reivindicación 11, caracterizada por que el cable es un cable híbrido, en el cual
a) todos los alambres del cable están bajo una funda protectora común; y/o
b) varias funciones comparten un alambre del cable común, en particular un conductor a tierra común.
13. Instalación para revestimiento según una de las reivindicaciones 11 a 12, caracterizada porque, a) las conexiones sobre el aplicador (1) para el controlador de robot (8), el módulo de gráficos (7) y/o la lógica de cabezal de impresión (6) son separables, en particular enchufables, y/o
b) las conexiones sobre el aplicador (1) están dispuestas tal como sigue:
b1) en un alojamiento del aplicador (1),
b2) en una brida de conexión del aplicador (1),
b3) en el exterior del alojamiento del aplicador (1), o
b4) en el exterior de la brida de conexión del aplicador (1).
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HU (1) HUE057368T2 (es)
MX (1) MX2020003326A (es)
PL (1) PL3687705T3 (es)
WO (1) WO2019063408A1 (es)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020204132A1 (de) * 2020-03-30 2021-09-30 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Medienausgabevorrichtung und Verfahren zu einem Betrieb einer Medienausgabevorrichtung
US11701678B1 (en) * 2020-06-29 2023-07-18 Abb Schweiz Ag Painting robot
JP7504011B2 (ja) * 2020-12-09 2024-06-21 株式会社安川電機 ロボットシステム
CN113500619B (zh) * 2021-06-15 2022-12-13 慧灵科技（深圳）有限公司 电磁夹爪的控制方法、电路和电磁夹爪设备

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4922536B1 (es) * 1970-03-14 1974-06-10
US4453652A (en) * 1981-09-16 1984-06-12 Nordson Corporation Controlled current solenoid driver circuit
FR2628658B1 (fr) * 1988-03-18 1990-08-10 Lapierre Gilles Procedes et dispositifs automatiques pour inscrire des graphismes a haute resolution sur un subjectile par projection de gouttelettes de liquides colores
JP3253417B2 (ja) * 1993-05-28 2002-02-04 三洋電機株式会社 塗布装置
DE19546260C1 (de) * 1995-12-12 1996-11-21 Weitmann & Konrad Fa Verfahren zur Überwachung der Sprühmenge einer zur Befeuchtung bewegter Materialbahnen in die Breite versprühten Flüssigkeit über deren Breite, Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, sowie Verwendung der Vorrichtung
JP3801273B2 (ja) * 1996-09-20 2006-07-26 カヤバ工業株式会社 電磁弁駆動回路
US20020030707A1 (en) * 1999-10-12 2002-03-14 Arnold Peter K. Modular dampening system spray bar having individual, localized control spray nozzles
US7740225B1 (en) * 2000-10-31 2010-06-22 Nordson Corporation Self adjusting solenoid driver and method
WO2003069201A1 (en) * 2002-02-14 2003-08-21 Willett International Limited Solenoid valve
DE10315282B4 (de) * 2003-04-03 2014-02-13 Continental Automotive Gmbh Schaltungsanordnung und Verfahren zur Ansteuerung eines bistabilen Magnetventils
US20080217437A1 (en) * 2007-03-06 2008-09-11 Spraying Systems Co. Optimized Method to Drive Electric Spray Guns
DE102007020287A1 (de) * 2007-04-30 2008-11-06 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Auftragen flüssiger Farbe auf eine Auftragläche
DE102007025430B3 (de) * 2007-05-31 2008-12-04 Knorr-Bremse Systeme für Nutzfahrzeuge GmbH Anordnung zum Schalten von Ventilen in Achsmodulen eines Nutzfahrzeugs
EP2002898A1 (de) * 2007-06-14 2008-12-17 J. Zimmer Maschinenbau Gesellschaft m.b.H. Auftragungseinrichtung zum Auftragen von Fluid auf ein Substrat mit Ventileinrichtungen, Verfahren zum Reinigen des Auftragungseinrichtung und Ventileinrichtung für die Auftragungseinrichtung
JP4431996B2 (ja) * 2007-07-09 2010-03-17 Ｓｍｃ株式会社 電磁弁駆動回路及び電磁弁
JP5543337B2 (ja) 2008-06-06 2014-07-09 ヴィーディムス・エルエルシー データ及び電力を送るハイブリッドケーブル
DE102008053178A1 (de) * 2008-10-24 2010-05-12 Dürr Systems GmbH Beschichtungseinrichtung und zugehöriges Beschichtungsverfahren
CN101719341A (zh) * 2009-12-30 2010-06-02 韩健 可自编辑的立体数字水滴字符图形显示装置
JP5019303B2 (ja) * 2010-03-03 2012-09-05 Ｓｍｃ株式会社 電磁弁駆動回路、電磁弁及び電磁弁の駆動方法
US8820871B2 (en) 2010-10-27 2014-09-02 Matthews Resources, Inc. Valve jet printer with inert plunger tip
DE102012006371A1 (de) * 2012-03-29 2012-07-05 Heidelberger Druckmaschinen Aktiengesellschaft Verfahren zum Bedrucken eines Objekts
DE102014006651A1 (de) * 2014-05-07 2015-11-12 Dürr Systems GmbH Beschichtungsanlage zur Beschichtung von Bauteilen, insbesondere zur Lackierung von Kraftfahrzeugkarosseriebauteilen
FR3048368A1 (fr) 2016-03-04 2017-09-08 Exel Ind Applicateur de produit de revetement, robot multiaxes comprenant un tel applicateur et procede d'application d'un produit de revetement
FR3060420B1 (fr) * 2016-12-15 2024-01-05 Exel Ind Tete d'application d'un produit de revetement sur une surface a revetir et systeme d'application comprenant cette tete d'application

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