[发明专利]具有用于由THz辐射表征涂覆的传感器系统的涂覆机构

说明书

技术领域

本发明的方面涉及一种涂覆机构，其具有涂覆单元以及用于表征被涂覆主体的涂覆、特别是机动车等的新施加涂料膜的传感器系统。传感器系统具有活动单元所携带的THz发射器。

背景技术

机动车主体由统称为涂料膜的多层涂料来覆盖，以防止环境中的氧和其他有害物质以及用于美学。在机动车制造商的上涂料过程主要在涂料流水线进行，其中为普通金属框架上涂料由机器人执行。流水线具有许多对齐隔间和中央输送系统，用以将机动车主体线内地从一段移动到下一段。在完成特定层的上涂料过程之后，框架进入闪蒸（flash-off）区，其中溶液有时间在室温下蒸发，之后接着在熔炉内部的升高温度下的固化阶段。质量控制当前在各熔炉之后或者在流水线中的最终熔炉之后执行。

为此，研制了现有技术、例如超声和磁感测以用于确定涂料层的厚度。但是，这些技术仅在接触模式进行工作，这一般是不期望的。例如，专利US 6484121 B1公开一种用于基于声感测来检验被上涂料机动车主体的质量控制系统。

另外，近来提出了基于THz辐射的方法。例如，JP 2004028618 A和EP 2213977 A1描述用于使用THz辐射来确定涂料膜的厚度的相应方法。

平均28%的机动车主体没有通过质量控制，并且必须通过涂料机器人或者手动地重新加工。这个步骤是流水线的主要复杂化。机动车框架在涂料线花费总生产时间的三分之一，这说明为机动车主体上涂料处于机动车制造过程的最昂贵步骤之中。具体来说，重新加工的成本和复杂度因而明显增加总制造成本。因此，长期存在期望是使重新加工速率保持较低，并且降低这个步骤的流水线复杂度。

发明内容

鉴于以上所述，提供如权利要求1所述的涂覆机构以及如权利要求15所述的传感器系统的使用。

按照第一方面，涂覆机构包括：涂覆单元，用于将涂覆层施加到主体；以及传感器系统，用于通过使用THz辐射、按照非接触方式来表征主体的涂覆，该涂覆包括所施加涂覆层。传感器系统包括THz系统、处理单元和定位系统。THz系统包括：光源(例如激光源)，用于生成源光辐射(例如源激光辐射)；柔性第一辐射引导线缆，用于传送源激光辐射；THz发射器，包括经由柔性第一辐射引导线缆耦合到激光源、用于接收来自激光源的源激光辐射并且适合于从源激光辐射来生成出射THz辐射的THz辐射生成器和用于将出射THz辐射定向到被涂覆主体的THz光学系统；以及THz检测器，用于检测与涂覆相互作用的入射THz辐射。定位系统包括携带THz发射器的活动单元，使得通过移动活动单元，THz发射器相对于被涂覆主体来定位。激光源设置在活动单元外部，使得当移动活动单元时，THz发射器相对于激光源来移动，同时THz发射器经由柔性第一辐射引导线缆保持为耦合到激光源。处理单元在操作上耦合到THz检测器，以用于接收和处理表示所检测THz辐射的所检测响应信号。

按照第二方面，提供涂覆机构中的传感器系统的使用。

按照本发明的实施例的涂覆机构的传感器组合件允许得到(一个或多个)涂料参数的准确和有意义集合，特别是涂料层的可靠厚度。这通过利用来自被上涂料主体的所检测THz辐射响应的大量信息、通过使物理模型的预测响应与所检测THz响应信号拟合来实现。

由此，本发明的实施例开启在短时间量以及潜在地甚至在已经干燥涂料之前执行涂覆、例如涂料膜的工业质量控制的方式。这通过允许非接触测量的THz光学系统以及通过设置在活动单元外部并且由此潜在地远离干燥过程期间从涂料蒸发的任何易燃或爆炸性溶剂的激光源来实现。

快速质量控制又允许从流水线移开未通过质量控制的产品并且将它们重定向到其中校正了故障的过程路线，由此优化过程路线。另外，潜在地实现涂料的干燥之前的校正以及一般的过程时间的缩短和产品产率的增加。

通过在具有涂覆单元的涂覆机构中集成传感器系统，更进一步促进快速质量控制。由此，涂覆单元和传感器系统能够设置在公共参考框架中(例如使用相同定位系统，和/或其中其位置和/或参考系统在机械或电学上相互耦合)。可能地，涂覆单元和传感器系统甚至可设置在公共底座上或者公共致动系统、例如工业机器人中。由此，确保涂覆单元与传感器系统之间的对齐以及质量控制的快速反应时间。

通过从属权利要求、描述和附图，能够与本文所述实施例相结合的其它优点、特征、方面和细节是显而易见的。

附图说明

下面将参照附图来描述细节，附图包括

图1是示出按照本发明的一实施例的传感器系统的操作的示意图；