[發明專利]具有用于由THz輻射表征涂覆的傳感器系統的涂覆機構

在審

• 申請號: 201510040178.3
• 申請日: 2015-01-27
• 公開（公告）號: CN104998801A
• 公開（公告）日: 2015-10-28
• 發明（設計）人: J.L.M.范梅徹倫;H.梅博倫
• 申請（專利權）人: ABB技術有限公司
• 主分類號: B05C11/10
• 分類號: B05C11/10;G01B11/06
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 葉曉勇;姜甜

技術領域

本發明的方面涉及一種涂覆機構，其具有涂覆單元以及用于表征被涂覆主體的涂覆、特別是機動車等的新施加涂料膜的傳感器系統。傳感器系統具有活動單元所攜帶的THz發射器。

背景技術

機動車主體由統稱為涂料膜的多層涂料來覆蓋，以防止環境中的氧和其他有害物質以及用于美學。在機動車制造商的上涂料過程主要在涂料流水線進行，其中為普通金屬框架上涂料由機器人執行。流水線具有許多對齊隔間和中央輸送系統，用以將機動車主體線內地從一段移動到下一段。在完成特定層的上涂料過程之后，框架進入閃蒸（flash-off）區，其中溶液有時間在室溫下蒸發，之后接著在熔爐內部的升高溫度下的固化階段。質量控制當前在各熔爐之后或者在流水線中的最終熔爐之后執行。

為此，研制了現有技術、例如超聲和磁感測以用于確定涂料層的厚度。但是，這些技術僅在接觸模式進行工作，這一般是不期望的。例如，專利US?6484121?B1公開一種用于基于聲感測來檢驗被上涂料機動車主體的質量控制系統。

另外，近來提出了基于THz輻射的方法。例如，JP?2004028618?A和EP?2213977?A1描述用于使用THz輻射來確定涂料膜的厚度的相應方法。

平均28%的機動車主體沒有通過質量控制，并且必須通過涂料機器人或者手動地重新加工。這個步驟是流水線的主要復雜化。機動車框架在涂料線花費總生產時間的三分之一，這說明為機動車主體上涂料處于機動車制造過程的最昂貴步驟之中。具體來說，重新加工的成本和復雜度因而明顯增加總制造成本。因此，長期存在期望是使重新加工速率保持較低，并且降低這個步驟的流水線復雜度。

發明內容

鑒于以上所述，提供如權利要求1所述的涂覆機構以及如權利要求15所述的傳感器系統的使用。

按照第一方面，涂覆機構包括：涂覆單元，用于將涂覆層施加到主體；以及傳感器系統，用于通過使用THz輻射、按照非接觸方式來表征主體的涂覆，該涂覆包括所施加涂覆層。傳感器系統包括THz系統、處理單元和定位系統。THz系統包括：光源(例如激光源)，用于生成源光輻射(例如源激光輻射)；柔性第一輻射引導線纜，用于傳送源激光輻射；THz發射器，包括經由柔性第一輻射引導線纜耦合到激光源、用于接收來自激光源的源激光輻射并且適合于從源激光輻射來生成出射THz輻射的THz輻射生成器和用于將出射THz輻射定向到被涂覆主體的THz光學系統；以及THz檢測器，用于檢測與涂覆相互作用的入射THz輻射。定位系統包括攜帶THz發射器的活動單元，使得通過移動活動單元，THz發射器相對于被涂覆主體來定位。激光源設置在活動單元外部，使得當移動活動單元時，THz發射器相對于激光源來移動，同時THz發射器經由柔性第一輻射引導線纜保持為耦合到激光源。處理單元在操作上耦合到THz檢測器，以用于接收和處理表示所檢測THz輻射的所檢測響應信號。

按照第二方面，提供涂覆機構中的傳感器系統的使用。

按照本發明的實施例的涂覆機構的傳感器組合件允許得到(一個或多個)涂料參數的準確和有意義集合，特別是涂料層的可靠厚度。這通過利用來自被上涂料主體的所檢測THz輻射響應的大量信息、通過使物理模型的預測響應與所檢測THz響應信號擬合來實現。

由此，本發明的實施例開啟在短時間量以及潛在地甚至在已經干燥涂料之前執行涂覆、例如涂料膜的工業質量控制的方式。這通過允許非接觸測量的THz光學系統以及通過設置在活動單元外部并且由此潛在地遠離干燥過程期間從涂料蒸發的任何易燃或爆炸性溶劑的激光源來實現。

快速質量控制又允許從流水線移開未通過質量控制的產品并且將它們重定向到其中校正了故障的過程路線，由此優化過程路線。另外，潛在地實現涂料的干燥之前的校正以及一般的過程時間的縮短和產品產率的增加。

通過在具有涂覆單元的涂覆機構中集成傳感器系統，更進一步促進快速質量控制。由此，涂覆單元和傳感器系統能夠設置在公共參考框架中(例如使用相同定位系統，和/或其中其位置和/或參考系統在機械或電學上相互耦合)。可能地，涂覆單元和傳感器系統甚至可設置在公共底座上或者公共致動系統、例如工業機器人中。由此，確保涂覆單元與傳感器系統之間的對齊以及質量控制的快速反應時間。

通過從屬權利要求、描述和附圖，能夠與本文所述實施例相結合的其它優點、特征、方面和細節是顯而易見的。

附圖說明

下面將參照附圖來描述細節，附圖包括

圖1是示出按照本發明的一實施例的傳感器系統的操作的示意圖；