In automatisierten Lackierprozessen werden zahlreiche Prozessparameter wie Materialdruck, Luftdruck, Durchfluss oder Roboterbewegung überwacht. Diese Größen beschreiben jedoch in erster Linie den Zustand der Anlage. Sie zeigen nicht unmittelbar, ob der Zerstäuber tatsächlich das gewünschte Spray erzeugt.
Für die Qualität der Beschichtung ist entscheidend, welche Tropfen den Zerstäuber verlassen. Veränderungen am Zerstäuber, in der Materialversorgung oder im Lacksystem können Tropfengröße, Tropfengeschwindigkeit und Struktur des Sprays verändern – auch dann, wenn die klassischen Anlagenparameter weiterhin innerhalb ihrer zulässigen Bereiche liegen.
Eine direkte Überwachung des Sprays schafft deshalb eine zusätzliche Prozessebene: Neben der Anlage wird auch das tatsächliche Ergebnis des Zerstäubungsprozesses kontrolliert.
Die Lösung mit SprayQuantAI®
SprayQuantAI® analysiert das Spray während der Lackierung in Echtzeit und ohne Unterbrechung des Prozesses. Einzelne Tropfen werden beim Durchgang durch den optischen Messbereich erfasst und ausgewertet.
Aus den Messsignalen lassen sich unter anderem Informationen gewinnen über:
- Tropfengröße,
- Tropfengeschwindigkeit,
- Tropfenanzahl,
- optische Eigenschaften des Sprays und
- relative Änderungen des Materialstroms.
Bei der Einrichtung eines Lackierprozesses wird zunächst ein Referenzzustand definiert. Er beschreibt das Spray eines stabilen, freigegebenen Prozesses.
In der laufenden Produktion vergleicht SprayQuantAI® die aktuellen Messwerte kontinuierlich mit diesem Referenzzustand. So entsteht ein permanenter Soll-Ist-Vergleich des tatsächlichen Sprays.
Veränderungen werden direkt im Spray Monitor angezeigt oder über Schnittstellen an die übergeordnete Anlagensteuerung weitergegeben.
Messung direkt am Zerstäuber
Für die kontinuierliche Überwachung wird die kompakte Messsonde LSS1 typischerweise direkt am pneumatischen Zerstäuber montiert.
Die kleine Bauform ermöglicht die Integration in unmittelbarer Nähe des Sprühstrahls, ohne den Lackierprozess wesentlich zu beeinflussen. Für Serienanlagen können Messsonde und Halterung mechanisch an den jeweiligen Zerstäuber angepasst werden.
Die Messsonde bewegt sich gemeinsam mit dem Zerstäuber und beobachtet das Spray unabhängig von der aktuellen Roboterposition.
Vom Messwert zur Prozessüberwachung
Ziel ist nicht in erster Linie eine hochgenaue Laborbestimmung der Tropfengrößenverteilung. Für die industrielle Überwachung kommt es vor allem darauf an, Veränderungen des Sprays schnell und reproduzierbar zu erkennen.
So lässt sich beispielsweise feststellen, ob sich das Spray durch
- Veränderungen des Lacksystems,
- Verschmutzungen,
- geänderte Zerstäuberparameter,
- Druckschwankungen,
- Änderungen der Luftversorgung oder
- Veränderungen am Zerstäuber
vom freigegebenen Referenzzustand entfernt.
Gleichzeitig erkennt das Messsystem, wann tatsächlich gesprüht wird. Damit lassen sich neben der Sprühstabilität auch die aktiven Sprühzeiten dokumentieren.
SprayQuantAI® erweitert die klassische Anlagenüberwachung um eine direkte Messung des erzeugten Sprays.