自动地调控用于涂覆润滑剂的机器的方法和自动地调控用于涂覆润滑剂的机器的装置与流程

本发明涉及根据权利要求1的特征的用于自动地调控用于将润滑剂涂覆在基板(特别是，金属板)的一侧或两侧上的机器的方法以及根据权利要求14的特征的调控用于涂覆润滑剂的机器的装置。

在本发明的意义上，术语“基板”可以包括要在其上或在其表面上涂覆润滑剂的大量工件、机器零件或部件。特别地，在本发明的意义上，“基板”可以是指在平面上延伸的扁平制品，例如金属板。

背景技术：

金属板在其处理、加工、存储或运输过程中可能受到一系列机械负载或外部影响(温度波动、湿度等)。为了提高金属板对这种类型的负载或影响的抵抗力，金属板可涂覆有液体防腐油(预润滑油)或润滑油或干润滑剂(热熔胶)。干润滑剂也可以具有防腐性能。预润滑油和热熔胶的区别在于，预润滑油在室温下呈液态，而热熔胶在室温下呈固态或膏状。除了某些特殊性能(例如，防腐性)以外，所述润滑剂还具有其它性能，并包含与其调配的添加剂。如果其中一个上述物质不具有润滑功能，则其仍被本发明所覆盖。在此处公开内容的范围内，术语“润滑剂”不限于上述物质。例如，也可以包括适用于在食品业或农业中使用的油。例如为植物油和脂肪酸酯。

防腐油特别用于在金属板(例如，薄板)的存储或运输期间保护其免受腐蚀。这种类型的油还可以保护金属板免受机械损坏(例如，刮擦)或摩擦氧化。此外，这种油可以支持金属板在冲压机中的成型。

通常，金属板在其生产过程中经受成型或冲压过程。在此，在加工之前，向也可以呈金属带形式的金属板涂覆润滑剂。所涂覆的润滑剂减少了在成型或冲压过程中产生的摩擦。例如，还应指出在处理过程中可能出现能够导致金属板断裂的拉伸负载。为了降低这种风险，可以向金属板涂覆润滑剂。

金属板的润滑剂涂覆和/或涂油通过所谓的涂油机进行。特别地，接触式涂油机和非接触式涂油机是已知的。接触式涂油机通过辊(例如，毛刷辊或毛毡辊)将润滑剂或油施加到金属板上，而在非接触式润滑剂涂覆中，润滑剂通过喷涂到金属板上而被涂覆。

为此，涂油机包括涂覆单元，该涂覆单元在压缩空气或电场的作用下产生喷雾。在此，润滑剂在基板方向上穿过涂覆单元的排出口。在此，可以在属于涂油机的喷雾室中进行喷雾涂覆，将金属板引入到该喷雾室中，并在涂油后将其引出。排出口可以布置在金属板的上方和下方。可以在排出口的下游放置电场，以形成均匀的油层。然后，在喷雾时，在电场的作用下存在形成喷雾的润滑剂微滴。除了所述的设置有喷雾室的涂油机之外，喷杆系统也是已知的。喷杆系统特别在静电涂油中使用。用于执行点涂油的系统也是已知的，即，将润滑剂局部地涂覆到基板上。在此，可以通过将润滑剂通过一个或多个排出口而进行涂油。在该变形例中，也可以想到通过压缩空气的作用或应用电场来分配润滑剂。

在涂覆润滑剂时，至关重要的是检查在基板或金属板上涂覆的润滑剂的质量。润滑剂在金属板上均匀地分布且没有干燥区域对于充分的润滑剂涂覆是至关重要的。因此，期望完全的润滑剂涂覆并避免未涂覆(干燥)的区域。此外，重要的是确定与外部润滑剂的可能混合物。油涂层例如是可以从中导出关于均匀的润滑剂分布的信息的参数，其优选以g/m²给出。此外，油膜的层厚度以及层厚度分布也起决定性作用。这是因为不均匀的层厚度分布可能表明金属板上存在不期望的润滑剂凹痕。参数可以根据客户要求而变化。

用于检测油涂层、层厚度或层厚度分布、润滑剂纯度和涂覆到金属板上的润滑剂的均匀性的不同研究方法是已知的。除了通过人眼的视觉检查之外，光谱学和光学的，特别是基于相机的分析方法特别适用于此。作为光谱学的方法，荧光光谱法和红外光谱法与其特别相关。在检查施加有润滑剂微滴的金属板时，荧光光谱学测量显示出相对于红外光谱学的优势。对于通过荧光光谱法的检查，油膜不需要预均匀化。通过荧光光谱法确定涂油厚度自很久以来就是众所周知的，例如在ep1287310b1和de102015007054a1中已知的。后者的公开还说明了使用基于红外光谱学的测量来确定层厚度的可能性。

在de19507119a1中已知一种激光诱导的荧光光谱测量方法，利用该方法可以检测流体系统中的污染物。在工业中已经使用激光诱导的荧光光谱法来检查施加有润滑剂的金属表面。

在de102008050598a1中已知一种用于识别钢带(所谓的钢卷)的缺陷的油加载的方法。该识别基于紫外荧光原理。在照射涂油的钢带之后，聚焦紫外光的反射部分，优选地通过凸透镜进行聚焦。它的光谱通过一个额外的传感器记录。评估装置根据传感器数据来计算可能的过程误差，特别是通过发射和反射的紫外光的光谱比进行计算。过程误差是无油的(即，干燥且未覆盖的)区域以及外部润滑剂的进入。使用上述方法，虽然可以识别出油覆盖误差，但缺点在于例如由于错误的油加载，利用所述方法不能实现对过程参数的连同调节的自动控制。所述方法不太适用于连续过程管理或全自动过程控制。

在de19847258a1已知的方法中，不直接感测涂覆到金属板上的油层，而是感测从涂油机的喷嘴中喷出的喷雾(ccd相机检测穿过喷雾的激光束的反射轨迹)。然而，在测量结果的结论中对于涂覆工艺做出好/坏的决定。取决于此，可以更改或重新调节诸如温度、电压或体积流量等控制变量。此处的缺点在于不能确定金属板的直接存在的油覆盖，而是间接地检查喷雾(即，间接地测量)。利用这种方法不能检测出或仅不充分地检测出基于金属板的材料不平坦的不均匀性。

wo00/22421a1公开了一种基于荧光的方法，以用于在清洁表面之前确定表面上的油种类或油加载。在此执行的测量步骤是自动化的。此外，响应于测量结果，可以自动产生警告信号或启动参数检查(例如，在实际测量过程之前检查清洗剂溶液的成分)。但是，未公开检查系统的全自动调控。

用于润滑剂涂覆的方法或用于检查和控制润滑剂涂覆的方法也可用于作为金属板的其它工件。因此，de60026599t2公开了一种用于机器部件的系统的润滑剂控制系统。此处的系统还包括润滑膜厚度测量装置和控制装置。测量装置可以基于荧光测量方法。可以根据测量结果调节润滑剂的供应量。

上述公开内容均未涉及涂油机的全自动调控，该涂油机一方面考虑了涂覆有润滑剂的金属板上的局部润滑剂情况，并且另一方面考虑了机器的操作参数。

技术实现要素：

因此，本发明的目的是提供一种用于调控用于将润滑剂涂覆到金属板上的机器的方法，在考虑过程质量以及必要时在调节控制参数和调节参数的情况下，该方法可以实现完全自动化和连续的工艺流程。

该目的是通过独立权利要求1和26的特征实现的。

如上所述，本发明涉及一种用于自动调控用于将润滑剂涂覆到特别是金属板的基板的一侧或两侧的机器的方法。该机器包括至少一个涂覆单元、经由至少一个输送线连接到至少一个涂覆单元的至少一个泵单元、用于执行空间分辨光学或光谱学测量方法的至少一个感测单元、调控单元以及数据处理单元。根据本发明的方法包括以下步骤：

a.使用至少一个泵单元：经由至少一个输送线在至少一个涂覆单元的方向上输送润滑剂；

b.利用指定给所述至少一个泵单元的至少一个测量单元测量至少一个第一分析参数，或者根据机器参数确定所述至少一个第一分析参数；

c.使用所述至少一个涂覆单元：将润滑剂涂覆到基板或金属板的至少一侧；

d.利用感测单元测量至少一第二分析参数；

e.使用数据处理单元：根据所述至少一个第一分析参数和所述至少一个第二分析参数计算至少一个第一质量参数；

f.使用数据处理单元：将所述至少一个质量参数与至少一个第一缺省参数进行比较，其中，作为比较的结果，作出肯定性或否定性判定；

g.在否定性判定的情况下：通过调控单元自动检查和/或更改至少一个设置参数；并且在肯定性判定的情况下：执行控制回路和/或释放基板或金属板。

本发明还涉及一种用于自动调控机器的装置，该机器用于将润滑剂涂覆到基板(特别是，金属板)的一侧或两侧。在此，该机器包括：

a.至少一个涂覆单元，其用于将润滑剂涂覆到基板或金属板的至少一侧，

b.至少一个泵单元，其经由至少一个输送线连接到所述至少一个涂覆单元，并用于经由至少一个输送线在所述至少一个涂覆单元的方向上输送润滑剂，

c.指定给所述泵单元的用于测量至少一个第一分析参数的至少一个测量单元，或用于根据机器参数确定所述至少一个第一分析参数的单元，

d.至少一个感测单元，其用于执行空间分辨光学或光谱学测量方法，并用于测量至少一个第二分析参数，

e.数据处理单元，其被构造为

i.根据所述至少一个第一分析参数和所述至少一个第二分析参数计算至少一个第一质量参数，

ii.将所述至少一个质量参数与至少一个第一缺省参数进行比较，且

iii.作为比较的结果，作出肯定性或否定性判定，以及

f.调控单元，其被构造为

i.在否定性判定的情况下，通过数据处理单元自动检查和/或更改至少一个设置参数，并且

ii.在肯定性判定的情况下，遍历控制回路和/或释放基板或金属板以进行进一步处理。

利用本发明所基于的用于自动调控润滑剂涂覆用机器的方法或装置，考虑了直接在将润滑剂涂覆到基板或金属上之后金属板上的当前和局部润滑剂情况。特别地，平面延伸的扁平制品适合用作本发明意义上的基板。在实践中，例如在为新客户生产金属板时，经常发生涂油机的润滑剂类型变化的情况。先前使用的润滑剂的残留物可能导致相互混合的润滑剂的不期望的涂覆。根据本发明的方法和根据本发明的装置能够识别出基板上存在混合润滑剂，并根据识别结果来调控机器。

利用本发明所基于的方法，可以确定在基板或金属板上存在混合润滑剂的指示。例如，利用在此所述的方法或装置可以检测出润滑剂混合物的量高于还是低于仍可接受的极限值。另外，可以在空间上检测润滑剂混合物。例如，可以确定在最初的几米内是否已将混合的润滑剂涂覆到金属带上。作为这些确定的结果，在闭合的调控电路中进行过程性确定，该过程性确定例如可以伴随着操作参数和测量参数的检查或更改。还可以自动地确定是继续、暂停还是中止润滑剂涂覆。作为这种确定的结果，可以释放金属板以进行进一步输送或进一步处理。替代地，也可以声明为废料或重新加工。这同样适用于基板或金属板的干燥(即，未涂覆润滑剂)位置的检测。利用根据本发明的方法或使用根据本发明的装置也可以检测这种“干燥”位置，例如也以空间分辨地进行检测。作为这种确定的结果，可以在闭合的调控电路中进行过程性确定，该过程性确定可以伴随着操作参数和测量参数的自动检查或更改。

通过一个或多个感测单元检测基板或金属板上的润滑剂情况，特别是润滑剂混合物或干燥位置检测。利用感测单元进行空间分辨光学或光谱学测量过程。在此，可以通过相对于基板表面移动感测单元来进行空间分辨，其中，在大量位置处进行测量。此外，类似于包括固定传感器的成像测量方法，可以通过位置固定地布置一个或多个感测单元且测量方法本身适用于空间分辨率来进行空间分辨的测量。例如，考虑将荧光光谱法或红外光谱法作为光学或光谱学的方法。这些方法可以与反向散射方法结合使用。也考虑将椭圆偏振法作为测量方法。在本发明的范围内也可以使用基于相机的测量方法。然而，在本发明范围内，特别有利的测量方法是激光诱导式荧光光谱法。

在本发明的范围内，在基板表面或金属表面上进行光学或光谱学测量，特别是进行激光诱导式荧光光谱学测量，该测量反映了局部润滑剂情况。能够通过数据处理从测量结果中提取分析参数，此后将该分析参数称为第二分析参数。第二分析参数描述了在将润滑剂涂覆到金属板之后的润滑剂位置。可以基于至少一个感测单元的测量结果来确定以下第二分析参数：绝对润滑剂覆盖率、空间平均润滑剂覆盖率、空间分辨润滑剂分布、涂覆的润滑剂的平均层厚度、润滑剂的空间分辨层厚度分布或与其成比例的参数。该列表并没有穷尽所有。可以使用评估算法或借助于评估程序以数学的、经验的方式确定这些值。

本发明的一个特别的优点来自于如下事实：在调控机器时不仅要考虑基板或金属板上的局部润滑剂情况，而且还要考虑机器的内部过程参数或操作参数。

例如，机器包括至少一个泵单元，该泵单元经由至少一个输送线连接到至少一个涂覆单元。可以为泵单元指定至少一个测量单元，该测量单元可以直接布置在泵单元上，或替代地可以布置在输送线的区域中。同时，多个交互的传感器也可以形成测量单元。各个传感器可以设置在至少一个泵单元或至少一个输送线的不同位置处。

利用至少一个测量单元，可以确定第一分析参数，该第一分析参数用于表征润滑剂在涂覆单元的方向上的流动。替代地，可以根据机器参数(例如，泵单元的设定转速)确定第一分析参数。机器参数既可以通过单独的单元来确定，也可以通过调控单元或数据处理单元来确定。例如，当用户输入时，机器参数可以直接换算为相应的第二分析参数。也可以在不同的机器部件中分别设置用于确定机器参数并将其换算为第一分析参数的单元或微控制器。然后可以将这些第一分析参数传送到数据处理单元。数据处理单元也可以直接根据机器参数计算出第一分析参数。第一分析参数可以是以下参数：润滑剂的绝对流量、润滑剂的时间或空间平均流量、润滑剂的体积流量、润滑剂的流速、润滑剂的粘度、泵压力、泵速率或与其成比例的参数。该列表并没有穷尽所有。

第二分析参数的特征在于，一方面测量该第二分析参数以控制过程性能，且另一方面该第二分析参数可以通过调控单元至少部分地调节(即，调整)。相反地，由于第二分析参数反映了基板或金属板上的局部润滑剂情况，因此它们不能直接通过调控单元进行调节。这些指标只能被间接影响。

将对基板或金属板上的局部润滑剂情况和内部机器参数的考虑如下地表达：使用数据处理单元，根据至少一个第一分析参数和至少一个第二分析参数计算至少一个质量参数。因此，质量参数既考虑了局部润滑剂情况，也考虑了泵单元的测量值或机器参数，从而为过程质量的评估以及最终在基板或金属板上的润滑剂涂覆质量的评估提供了可靠的基础。不充分的润滑剂涂覆通常可能是由于基板或金属板的局部不均匀性，或是由于机器的某些控制或调节参数无法充分适应相应的基板或金属板上的润滑剂涂覆的要求。在计算质量参数时，通过考虑第一和第二分析参数来考虑该事实。

将以此方式计算的至少一个质量参数与至少一个第一缺省参数进行比较。缺省参数可以是绝对值。缺省参数也可以包括允许质量参数在其中移动的极限范围或容差范围，因此，缺省参数可以包括值范围。如果确定的质量参数偏离缺省参数(偏差可能来源自质量参数相对于绝对值的偏差或来源自落在值范围之外的质量参数)，则作为比较结果，作出否定性判定。由于否定性判定，可以通过调控单元检查和/或更改机器的一个或多个设置参数。该检查优选地以自动化的方式进行，但是也可以半自动或手动地进行。作为检查的一部分，例如可以检查以下设置参数并将其与设定值进行比较：排出口的间隙宽度、电场的强度或取向、电场的占空比、润滑剂的绝对流量、润滑剂的时间或空间平均流量、润滑剂的体积流量、润滑剂的流速、泵压力、泵速率、润滑剂的涂覆温度。

应注意，在此列出的某些设置参数也可以同时表示第一分析参数。因此，这些参数可以通过调控单元同时更改，并且可以通过指定给泵单元的测量单元进行测量。机器的内部系统错误也能够通过检查来检测。在存在系统错误的情况下，可能需要手动检查机器。在存在系统错误的情况下，机器的功能也可以通过检查例程来实现。如果不存在系统错误，则将其信号通知给调控单元，并继续进行润滑剂涂覆或作出肯定性判定。

在检查之后(根据检查结果)，可以在不更改参数的情况下继续在其它基板或金属板上进行润滑剂涂覆。如果将润滑剂涂覆在金属带上，该金属带在润滑剂涂覆后缠绕成线圈，则可以标记润滑剂涂覆不充分的位置或声明为废料。也可以将整个金属带声明为废料。在部分性地标记润滑剂涂覆不充分的情况下，可以在该位置处手动或自动重复润滑剂涂覆。

在根据本发明的方法的范围内，也可以中断涂覆过程，以便自动或手动地更改某些设置参数。参数更改可以使用算法进行，并必要时可以重复进行。作为更改的结果，可以在相同的基板或金属板上重复润滑剂涂覆(必要时需要事先清洁)，或者可以在被引入机器的新基板或金属板上进行润滑剂涂覆。

在作出肯定性判定时，计算的质量参数对应于缺省参数或落入到用于定义缺省参数的值范围内。为了在过程质量的评估中进一步提高可靠性和准确性，即使在初始肯定性判定的情况下，也可以遍历另一控制回路。但是，该方法也可以被设计为不经过控制回路。在后一种情况下，基板或金属板在肯定性判定之后被释放并且可以沿输送方向进一步输送。如果遍历控制回路，则将另一第一和/或第二分析参数与第二缺省参数进行比较。在此，优选地，将通过光学或光谱学测量方法(例如，激光诱导式荧光光谱法)确定的空间分辨润滑剂分布与第二缺省参数进行比较。也可以将不同润滑剂的空间分辨润滑剂分布与第二缺省参数进行比较。第二缺省参数也可以包括绝对值或值范围。替代地，第二缺省参数可以包括一个或多个数据曲线，例如作为位置的函数的润滑剂分布，其中，该位置在这种情况下包括沿着基板或金属板或者相对于基板或金属板横向地延伸的位置轴线。

在遍历控制回路之后，将作出另一否定性或肯定性判定。在存在肯定性判定的情况下，释放金属板。如果存在否定性判定，则将基板或金属板声明为废料，或不将其释放以进行进一步处理或进一步输送，或清洁基板或金属板，然后将其重新引入机器中以进行润滑剂涂覆。

因此，在调控技术方面，根据本发明的方法是闭合回路。根据在根据权利要求1所述的方法步骤f中做出的肯定性判定还是否定性判定，该方法自动遍历控制回路，检查内部机器参数和/或设置参数，并在必要时在执行新的方法循环之前进行更改。因此，该过程适用于自动调控机器，并在此根据润滑剂涂覆(例如，所涂覆的润滑剂的种类纯度)和机器参数考虑当前的过程性能。

指定给泵单元的测量单元例如可以是流量传感器。特别可以考虑：直接体积流量计(例如，鼓式流量计、椭圆齿轮流量计、活塞式流量计)、间接体积流量计(例如，螺翼式流量计)、浮子式流量计、磁感应流量计、感应流量计、超声波流量传感器、科里奥利质量流量流量计、旋涡式流量计、相关流量计、层流流量计、流量探头、热质量流量计、激光多普勒和光谱学系统。作为光谱学测量方法，例如考虑了基于核磁共振的流量测量。压力计也可以形成测量单元。

如前所述，第二分析参数通过至少一个感测单元来确定。所述至少一个感测单元适用于执行光学或光谱学测量方法，例如用于执行空间分辨激光诱导式荧光光谱法。感测单元可以集成到机器中。优选地，多个感测单元集成到机器中，其中，感测单元有利地设置在金属板的上方和/或下方。在使用基于激光诱导式荧光光谱学的测量方法时，至少一个感测单元装配有固态激光器，通过该固态激光器每秒最多可产生10000个激光脉冲。使用这种短脉冲或使用这种脉冲频率是有利的，因为与在以恒定的带速度移动带时使用的更长的脉冲相比，由此产生更高的空间分辨率。

激光脉冲的能量通过石英纤维束在测量位置的方向上，即在基板表面或金属表面的方向上传输。通过光电倍增管和第二石英纤维束来检测从具有润滑剂的基板表面或金属表面发出的荧光信号的各个光子。在测量后或按照定义的时间间隔，用压缩空气吹洗感测单元的探头。这是因为由于感测单元直接安装在机器上，因此石英纤维束或探头可能被从喷雾室出来的喷雾污染。在吹洗后，可以对校准样品进行参考测量。为了进行激光诱导式荧光测量，感测单元必须保持相对于基板表面或金属表面的尽可能恒定的工作距离。在这种情况下，已证明±20mm的容差范围是足够的。

此外，感测单元可以包括计数系统，该计数系统检测纳秒范围内的单个光子时间。可以使用数据处理单元评估以此方式检测的数据。为此，数据处理单元在信号传递方面连接到感测单元。感测单元还可以包括微控制器，通过该微控制器可以对检测的测量值进行初步评估。可用激光诱导式荧光光谱法定量地确定的参数例如是润滑剂涂层的单位面积重量，单位为g/m²。激光诱导式荧光光谱学测量取决于润滑剂类型。这是一重要属性，以便确定基板或金属板上的润滑剂混合物或多种润滑剂的存在并将其在空间上分解。其它光学或光谱学测量方法也可适用于确定润滑剂涂层的每单位面积重量，并提供有关基板或金属板上的多种润滑剂存在的指示。

也可以通过感测单元检测各种测量参数的空间分辨率，例如基板或金属板上的润滑剂涂层。为此，感测单元被布置在橫动单元上，该橫动单元相对于金属板的输送方向横向地延伸成超出金属板。感测单元沿橫动单元移动到不同的测量位置，并在不同位置处记录测量信号。空间分辨测量信号被传递到数据处理单元。

本发明的其它优点在从属权利要求中得出，其特征将在下面更详细地说明。

根据本发明的有利实施例，机器被集成在用于基板或金属板的生产线和/或输送线中，例如集成在轧制机或冲压机中。通过将机器集成到用于基板或金属板的生产线或输送线中，不必为了润滑剂的涂覆而将其从生产线或输送线中移出。因此，该过程可以连续地进行。这对于较长的金属带是特别有利的。通过这种集成的设计可以节省过程和生产成本。此外，因此可以在将润滑剂涂覆到基板或金属板上之后立即确定润滑剂涂覆的质量，在此避免了在输送到感测单元的过程中润滑剂溶化而影响测量结果。

根据本发明的另一实施例，涂覆单元包括上部涂覆模块和/或下部涂覆模块，其中，每个涂覆模块包括至少一个排出口，润滑剂在基板或金属板的方向上穿过该至少一个排出口。根据客户要求决定润滑剂涂覆到基板或金属板上哪一侧。对于金属带，由于在缠绕成线圈时金属板在两侧上均与金属带的其它表面接触，因此有利的是在其两侧上涂覆润滑剂。因此，可以在两侧上减小由机械引起的金属板损坏(例如，由于摩擦力)。如果将润滑剂涂覆到基板或金属板的上侧和下侧，则机器设置有布置在基板或金属板上方的至少一个涂覆单元和布置在基板或金属板下方的至少一个涂覆单元。因此，当涂覆润滑剂时，基板或金属板可以布置在上部涂覆模块和下部涂覆模块之间。

涂覆单元的类型基本上可以划分为不同的涂覆类型。这种划分可以化分为气动涂覆(即，在压缩空气的作用下用润滑剂喷涂基板)以及静电涂覆。在静电润滑剂涂覆的情况下，润滑剂在穿过排出口之前、在此期间或在此之后，对其施加电场。因此，取决于涂覆类型，润滑剂微滴是通过压缩空气的作用结合相应地调节排出口的间隙宽度或通过电场的作用而形成的。

为了涂覆润滑剂，机器可以包括喷雾室，涂覆单元集成到该喷雾室中。各个涂覆模块可以是其中设置有至少一个用于润滑剂的排出口的喷杆。喷杆可以集成到喷雾室中。此外，也可以在不具有喷雾室的情况下设计这种喷杆。在静电涂油的情况下，润滑剂不通过压缩空气供应，而是通过电场进行涂覆。在基于压缩空气涂油的情况下，润滑剂在压缩空气下通过相应的排出口输送。原则上可以考虑在喷雾室内或在不具有喷雾室的情况下进行两种方法(静电涂油、气动涂油)。此外，可以为两种方法提供相应的喷杆。

涂覆单元也可以被形成为用于进行点涂油。为此，属于涂覆单元的涂覆模块只能包括单个排出口，可通过该排出口进行点涂油。但是，也可以通过在涂覆模块中设置多个排出口来进行点涂油。利用根据本发明的方法，可以控制各个排出口，并且可以针对各个排出口调整控制参数。

根据一有利实施例，涂覆模块可以是喷嘴系统，在该喷嘴系统中以喷嘴的形式设置有至少一个用于润滑剂的排出口。根据润滑剂涂覆的类型，喷嘴系统可以与压缩空气供给或外部电场结合。

此外，有利的是将润滑剂以喷雾的形式涂覆到基板或金属板上，无论是以静电润滑剂涂覆的方式还是以气动润滑剂涂覆的方式。

为了涂覆润滑剂，基板或金属板被引导通过涂覆单元的至少一个涂覆模块，而无论是静电涂油还是气动涂油。

在静电润滑剂涂覆的情况下，润滑剂微滴在从排出口中出来时带电并在基板表面或金属表面的方向上加速。电场可以例如根据其取向、强度或传播时间而可变地调节。

根据本发明的另一实施例，润滑剂的温度可以在涂覆之前以阶梯瀑布状的方式升高到涂覆温度。也可以考虑在润滑剂被输入到管线系统中之前线性地升高温度或一次地升高温度。这种温度升高可能有利的是，以温度升高的方式提高了润滑剂的流动性。提高的流动性可以促进润滑剂从存储容器开始经由连接到泵的管线系统直到至少一个涂覆单元的输送。随着温度的升高，润滑剂的动态粘度根据阿伦尼乌斯-安德拉德(arrhenius-andrade)关系而降低。润滑剂温度的升高还可以促进喷雾剂在涂覆单元上或在包括排出口的涂覆模块上的精细分布。

根据本发明的另一实施例，可以在基板或金属板的上方和/或下方设置多个排出口或喷嘴，从而可以在金属板的整个宽度上实现完整的喷涂。设置的排出口或喷嘴的数量可以根据其喷雾区域的大小而变化。如果使用具有较小喷雾区域的排出口或喷嘴(喷雾区域定义了基板或金属板的可暴露于来自单个排出口或喷嘴的润滑剂的区域的大小)，则与使用具有更大喷雾区域的排出口或喷嘴的情况相比，为了在基板或金属板的整个宽度上涂覆基板或金属板，必须使用更多数量的排出口或喷嘴。排出口或喷嘴的间隙宽度可以机械地改变，例如通过小滑板、螺栓组件、金属箍或电磁阀。

按照根据本发明的方法或根据本发明的装置的另一有利实施例，润滑剂能够以喷雾的形式涂覆到基板或金属板上。

在气动润滑剂涂覆的情况下，润滑剂可以在通过排出口时或在此之前或之后不久在压力下与气态流体混合。例如，作为流体，考虑压缩空气或co2。

喷雾量或喷雾细度可以通过改变排出口的间隙宽度来调节。间隙宽度越大，每单位时间可以通过喷嘴的润滑剂越多。间隙宽度越小，润滑剂的分布越细，即，间隙宽度越小，微滴尺寸越小。这种调节不仅可以在静电润滑剂涂覆时起作用，而且可以在气动润滑剂涂覆时起作用。

如上所述，润滑剂可以在穿过至少一个排出口之前和/或之后暴露在电场中，其中，通过电场的强度或取向来调节喷雾量或喷雾细度。在用润滑剂微滴涂覆基板或金属板时存在电场或静电场的情况下，这些微滴带静电。在它们撞击金属表面时，在金属表面上形成均匀分布但相互间隔开的微滴。微滴的间隔是由充电具有相同符号电荷的微滴以及因此伴随的粒子排斥引起的。由于具有相同电荷的所有微滴都试图相互排斥，因此在喷射微滴时静电电荷优选地位于微滴表面上。利用电场，微滴可以均匀且精细地分布在金属表面上。此外，静电电荷导致颗粒与金属板表面之间的牢固结合。金属板可以接地，并且因此具有与微滴上的电荷的极性相反的极性。此外，静电电荷导致颗粒与金属板表面的牢固结合。金属板可以接地，并且因此具有与微滴的电荷极性相反的极性。

根据本发明的另一有利的实施例，调控单元在信号传递方面连接到涂覆单元、泵单元和感测单元。由此确保了机器的中央调控单元可以将调控命令传送到涂覆单元、泵单元和感测单元。例如，在根据权利要求1所述的方法的步骤g)中，在否定性判定之后，将用于更改设置参数(例如，关于泵速率或排出口的间隙宽度的更改)的命令输出给泵单元或涂覆单元。同时，信号连接确保了在机器的各个部件之间传递数据。调控单元还可以从涂覆单元、泵单元和感测单元接收信号和数据。

在本发明的范围内，可能有利的是将数据处理单元集成到调控单元中。替代地，数据处理单元可以被设计为与调控单元分离开，并且在信号传递方面连接到调控单元。数据处理单元与调控单元的集成设计一方面节省了空间，另一方面无需在两个部件之间提供信号连接，或者可以在共用的印刷电路板上实现信号连接。补充地，将微控制器设置在机器的各个部件上(即，例如在泵单元、涂覆单元以及测量单元和感测单元上)，这些部件与调控单元信号连接，并从调控单元接收信号并执行命令。同时，微控制器可以在调控单元的方向上发送信号。

此外，有利的是，数据处理单元和/或调控单元在信号传递方面连接到测量单元和感测单元。这是因为还必须控制测量单元和感测单元以执行测量。充其量，这是与其它过程参数协调完成的。因为在机器的空转状态下例如不必进行光学或光谱学测量。同样，当润滑剂涂覆停止并且没有润滑剂被提供给涂覆单元时，不必用测量单元进行流量测量。这种过程事件由调控单元或数据处理单元控制，并传送到测量单元和感测单元。特别地，将要执行的测量的开始、结束和持续时间通过数据处理单元和/或调控单元调控。这也可以结合感测单元和测量单元上设置的微控制器来进行。

根据本发明的另一有利实施例，至少一个感测单元被布置在横动装置上以能够相对于金属板移动，该横动装置被布置在基板或金属板的上方和/或下方。由此使得能够进行空间分辨光学或光谱学测量，例如激光诱导式荧光光谱法。在此，可以通过在横动装置上移动感测单元来扫描基板或金属板的表面，在激光诱导式荧光光谱法的情况下，该测量范围对应于从石英纤维束发出的激光光斑的焦点。横动装置可以被设计为单轴的或多轴的。优选为单轴的实施例使得感测单元能够相对于基板或金属板的输送方向横向地移动。横动装置可以包括用于感测单元的保持元件，通过该保持元件，感测单元可以沿相对于金属板横向地延伸的运行轨道移动。因此，感测单元优选地可在金属板的整个宽度上移动。原则上，也可以考虑沿金属板的输送方向的额外的可移动性以及额外的高度可调节性。可通过轨道装置或辊装置沿横动装置的运行轨道引导感测单元或保持元件。在线性单元上的装置也是可能的。此外，横动装置的保持元件可以被设计为支撑感测单元的滑架。横动速度优选为0.5-1m/s。由此使得空间的测量分辨率可能为5mm。替代地，感测单元可以位置固定地被布置在基板或金属板的上方或下方，即，在横动装置上没有可移动的装置。在此，感测单元能够以计量检测基板的整个宽度。

如已在其它地方所述，根据本发明的另一有利实施例的第一分析参数选自以下群组：润滑剂的绝对流量、润滑剂的时间或空间平均流量、润滑剂的体积流量、润滑剂的流速、润滑剂的粘度、泵压力、泵速率或与其成比例的参数。该列表并没有穷尽所有。列出的分析参数可以使用在泵单元或输送线区域内设置的测量单元来确定。也可以设置多个测量单元，以用于测量不同的第一分析参数。此外，可以根据第一机器参数确定或推导出第一分析参数。

如同样已在其它地方所述，第二分析参数可以选自以下群组：绝对润滑剂覆盖率、空间平均润滑剂覆盖率、空间分辨润滑剂分布、涂覆的润滑剂的平均层厚度、润滑剂的空间分辨层厚度分布或与其成比例的参数。第二分析参数以光学或光谱学测量的方式(例如，以激光诱导式荧光光谱法)确定。为此设置的感测单元通过横动装置在基板或金属板上移动，并在不同位置处记录测量数据。为了空间表示，可以将在不同位置处记录的测量数据或由此提取的值绘制在位置轴线上(例如，基板或金属板的宽度)。

根据本发明的另一实施例，第一和/或第二分析参数可以表示空间或时间分辨数据曲线或从数据曲线提取的值。优选地以空间分辨的方式感测第二分析参数，即，通过可经由横动装置相对于基板或金属板移动的感测单元进行感测。因此，能够用相对较小的工作量以数据曲线的形式空间分辨地表示以此方式确定的数据，例如表示为在基板或金属板的整个宽度上显示的润滑剂覆盖率或层厚度。因此，能够以相对简单的方式确定某些参数的分布函数。关于第一分析参数，在特定时间范围内记录它们可能是有用的，例如在将润滑剂涂覆到基板或金属板期间。

根据本发明的有利实施例，根据第一和第二分析参数的总和、差值、乘积、商或其它来计算质量参数。特别地，已证明根据第一和第二分析参数之间的商来计算质量参数是有利的。特别地，由空间平均润滑剂覆盖率和流量或与其成比例的值确定的商可以被证明是有意义的质量参数。根据本发明，将根据本发明所基于的方法的步骤f)的质量参数与第一缺省参数进行比较。上面已经对此进行了详细说明。能够以数学或经验的方式确定第一缺省参数，例如基于经验值或机器特性数据。在此，也可以考虑基板或金属板以及润滑剂的类型、尺寸和厚度。

此外，可以手动地指定第一缺省参数，其中，其优选地取值为1。特别地，在使用由空间平均润滑剂覆盖率和流量或与其成比例的值确定的商时，已表明缺省参数为1是有利的。如果商与缺省值1偏差很大，即，超出公差范围或极限范围，则这可能表示金属板上的润滑剂量过多或过少。在这种情况下，如前所述，通过调控单元自动检查和/或更改至少一个设置参数。如果确定的质量参数对应于缺省参数，则可以经过额外的控制回路和/或可以释放金属板以进行进一步输送或进一步处理。

对于质量参数的充分确定具有决定性意义的是在流量中确定的油量尽可能完全地到达皮带上，该质量参数例如是基于涂覆的润滑剂量的润滑剂涂层(例如可以根据过程步骤b中的流量确定)与测量的涂层值(例如可以通过在过程步骤d中使用感测单元进行光学或光谱学测量来确定)的比值。在此，必须考虑到由静电场的弯曲电场线引起的边缘损失(过度喷涂)。对于基板或金属板的不同宽度，可以通过适应相应带宽的分段油梁来减少这种损失。根据本发明的有利实施例，可以在数值上估计侧边损失并进行相应校正。这种校正因数可以被包括在质量参数的计算中。

根据本发明的另一实施例，设置参数选自以下群组：排出口的间隙宽度、电场的强度或取向、电场的占空比、空气压力、润滑剂的绝对流量、润滑剂的时间或空间平均流量、润滑剂的体积流量、润滑剂的流速、泵压力、泵速率、润滑剂的涂覆温度。该列表并没有穷尽所有，并且可能包括机器的其它设置参数。设置参数可以根据润滑剂涂覆的类型(例如，静电或气动)而改变。在通过质量参数和缺省参数确定润滑剂覆盖率过高的情况下，例如可以减小(即，更改)作为设置参数的泵速率。与此相反，如果润滑剂覆盖率过低，则可以增大作为设置参数的泵速率。

根据本发明的另一有利实施例，在执行控制回路时，将另一第一或第二分析参数与第二缺省参数进行比较。由此，可以对金属板上的当前润滑剂情况进行额外的评估。例如，在将质量参数与第一缺省参数进行比较之后，可以获得关于基板或金属板上的当前润滑剂情况的额外信息。特别地，可能有用的是在将质量参数与第一缺省参数进行比较时不考虑空间分辨值(例如，润滑剂覆盖率)，而仅考虑平均值。然后也可以通过控制回路考虑某些第一分析参数的空间分布。

根据本发明的另一有利实施例，第二缺省参数可以是以数学、经验或计量的方式确定的额定值或用于第一或第二分析参数的额定曲线。例如，对于特定类型、尺寸和期望的润滑剂加载可以考虑关于第一或第二分析参数的特征额定值或额定曲线。这可以根据经验值或校准测量。校准测量的结果或者所述额定值或额定曲线可以存储在电子数据目录中，并且在需要时由数据处理单元或调控单元获取。

根据本发明的另一实施例，在执行控制回路之后，作出另一否定或肯定性判定，其中，在肯定性判定的情况下，释放基板或金属板。上面已经说明了这方面的优点。在否定性判定的情况下，优选地将基板或金属板声明为废料，或者清洁基板或金属板并再次涂覆润滑剂。在肯定性判定的情况下，释放基板或金属板以用于进一步输送或进一步处理。

基于本发明的方法以及基于本发明的装置可以与上述的所有有利构造一起使用，其中，所述特征可以单独存在或以任何组合的方式存在。

另外，应指出，诸如“包括”、“具有”或“带有”等术语不排除其它特征或步骤。此外，表示单独的步骤或特征的术语“一个”或“所述”不排除多个特征或步骤，反之亦然。

附图说明

基于根据本发明的方法和根据本发明的装置的多个单独方面，通过使用示例性实施例来说明本发明的其它优点。

图1示出了作为用于将润滑剂涂覆到金属板是的机器的一部分的感测单元的细节的立体图.

图2示出了用于涂覆润滑剂的机器的主要部件的示意图。

图3示出了根据本发明的工艺流程的示意图。

具体实施例

例如，通过将金属板2用作基板的示例来说明本发明。然而，根据本发明的方法和根据本发明的装置不限于用于金属板。另外，下文还以润滑剂静电涂覆的示例为基础。然而，这并不将本发明限制于这种类型的润滑剂涂覆。

图1以立体图示出了感测单元7的细节，该感测单元7属于用于将润滑剂10涂覆到基板或金属板2的机器1。这种类型的机器1也被称为涂油机或涂油器。这种涂油机1可以例如在轧制机或冲压机中集成到用于金属板2的生产线和/或输送线中。在这种生产线和/或输送线中，金属板2(另外还可以包括金属带)沿输送轴线a移动。

为了涂覆润滑剂10，金属板2穿过机器1的腔室。该腔室可以是喷雾室11。金属板2从一侧被引入到机器1或喷雾室11中。在将润滑剂10涂覆到金属板2之后，将金属板2引出腔室11。例如，可以通过输送带或输送辊进行金属板2沿输送轴线a的输送。

在喷雾室11中，可以在金属板2的上方和/或下方设置包括一个或多个排出口的涂覆单元的涂覆模块，润滑剂10穿过该排出口在金属板2的方向上输送。优选地，电场位于排出口的下游，通过该电场确保了润滑剂10在金属板2的表面上的均匀的微滴分布。

如稍后解释，在从喷雾室11引出时，可以通过感测单元7在金属板2的表面上检查润滑剂加载或所涂覆的润滑剂10的均匀性。在此，可以确定分析参数，例如绝对润滑剂覆盖率、空间平均润滑剂覆盖率、空间分辨润滑剂分布、所涂覆的润滑剂10的平均层厚度、润滑剂10的空间分辨层厚度分布或与其成比例的参数。

感测单元7是用于执行光学或光谱学测量的光学或光谱学系统。例如，它可以是用于执行激光诱导式荧光光谱法的系统，下面将进一步参考该系统。如图1所示，感测单元7可以设置在金属板2的上方和下方。感测单元7可以通过横动装置12相对于金属板2的输送轴线a横向地移动。横动装置12可以包括用于感测单元7的保持元件13以及运行轨道14，保持元件13可沿该运行轨道移动。为了测量上述参数，感测单元7相对于金属板2的输送轴线a横向地移动并且在多个位置处执行荧光光谱学测量。横动装置12以及感测单元7在喷雾室11的外部被布置在机器1上。由于普遍存在的电场，因此应避免在喷雾室11内的布置。

图2以示意图示出了在根据本发明的方法的范围内使用的机器1的主要部件。因此，机器1包括泵单元5，通过该泵单元5，经由输送线4(由箭头指示)在涂覆单元3的方向上输送润滑剂10。泵单元5可以连接到润滑剂储存器，例如润滑剂箱。泵单元5也可以连接到多个润滑剂储存器。通过这些相互分开的润滑剂储存器，可以依次将不同的润滑剂10涂覆到一个或多个基板或金属板2上。通过例如可以包括由多个排出口构成的喷嘴系统或涂覆模块的涂覆单元3，润滑剂10被涂覆到金属板2上。在此，由于润滑剂的涂覆，在金属板2上形成润滑剂10的膜。如图2还示出，测量单元6可以连接到泵单元5或输送线4，或者可以被布置在这些部件上，以便进行流量测量。

此外，机器1设置有感测单元7，通过该感测单元可以检查润滑剂在金属板2上的涂覆。优选地，感测单元7是用于执行激光诱导式荧光光谱法的装置。以此方式，例如可以测量润滑剂加载或所涂覆的润滑剂10的层厚度。泵单元5、涂覆单元3、测量单元6和感测单元7与调控单元8进行信号交换。所述部件也可以与数据处理单元9进行信号交换。调控单元8和数据处理单元9可以被设计为共同的部件。

在图3中示意性地描述了根据本发明的方法的主要方法步骤。首先，由用户或自动地设定或确定某些缺省参数。此后，从泵单元5开始，在至少一个涂覆单元3的方向上输送或泵送至少一种润滑剂10(步骤a)。润滑剂10的输送可以经由一个或多个输送线4进行。

在方法步骤b中，通过设置在泵单元5或输送线4上的至少一个测量单元6测量第一分析参数，或者根据机器参数确定第一分析参数。可以利用至少一个测量单元6来确定第一分析参数，该第一分析参数用于表征润滑剂10在涂覆单元3的方向上的流动。第一分析参数可以是以下参数：润滑剂10的绝对流量、润滑剂10的时间或空间平均流量、润滑剂10的体积流量、润滑剂10的流速、润滑剂10的粘度、泵压力、泵速率或与其成比例的参数。该列表并没有穷尽所有。在开始泵送过程之后，测量单元6可以在泵送期间连续地记录测量值。替代地，可以根据机器参数(例如，泵单元5的转速)来确定第一分析参数。

在方法步骤c中，将在涂覆单元3的方向上输送的润滑剂10涂覆到金属板2的至少一侧，但优选地涂覆到金属板2的两侧。为此，优选地，在涂覆单元3中设置有排出口或喷嘴，在喷雾的意义上，通过该排出口或喷嘴以微滴的形式将润滑剂10涂覆到金属板2。

根据方法步骤d，利用感测单元7测量至少一个第二分析参数。第二分析参数反映了在将润滑剂10涂覆到金属板2上之后的润滑剂位置。可以基于至少一个感测单元7的测量结果来确定以下第二分析参数：绝对润滑剂覆盖率、空间平均润滑剂覆盖率、空间分辨润滑剂分布、所涂覆的润滑剂10的平均层厚度、润滑剂10的空间分辨层厚度分布或与其成比例的参数。该列表并没有穷尽所有。

在随后的方法步骤e中，使用数据处理单元9，根据至少一个第一分析参数和至少一个第二分析参数计算至少一个质量参数。质量参数不仅考虑了局部的润滑剂情况，而且还考虑了泵单元5的测量值，并因此为过程质量的评估以及最终在金属板2上的润滑剂涂覆质量的评估提供了可靠的基础。在此，也可以考虑诸如过喷等润滑剂损失。

在方法步骤f中，将计算的至少一个质量参数与至少一个第一缺省参数进行比较。如果确定的质量参数偏离缺省参数，则作为比较的结果，作出否定性判定。由于该否定性判定，能够通过调控单元检查和/或更改机器的一个或多个设置参数(步骤g)。

检查优选地以自动化的方式进行，但也可以半自动或手动地进行。作为检查的一部分，例如可以检查以下设置参数并将其与额定值进行比较：喷嘴的缝隙宽度、电场强度、电场的占空比、润滑剂10的绝对流量、润滑剂10的时间或空间平均流量、润滑剂10的体积流量、润滑剂10的流速、泵压力、泵速率、润滑剂的涂覆温度。在检查或更改设置参数之后，可以在新的金属板2上继续涂覆润滑剂，或者在清洁之后在先前涂覆的金属板2上重复涂覆润滑剂。也可以将检查后的金属板2声明为废料，并从输送或生产过程中移除。因此，确保了闭合的调控电路(闭环)，该过程在执行了过程步骤之后自动继续进行，并且可以灵活地适应当前条件，在一定程度上意味着自学过程。

当作出肯定性判定时(同样在步骤f)，所计算的质量参数对应于缺省参数或落入用于定义缺省参数的值范围内。在此，可以考虑容差范围。为了在过程质量的评估中进一步提高可靠性和准确性，即使在最初肯定性判定的情况下，也可以遍历另一控制回路(步骤g)。但是，该方法也可以被设计为不遍历该控制回路。在后一种情况下，金属板2在肯定性判定之后被释放(步骤g)，并且可以沿输送方向进一步输送。如果遍历控制回路，则将另一第一和/或第二分析参数与第二缺省参数进行比较。

在遍历控制回路之后，将作出另一否定性或肯定性判定(未示出)。如果另一第一和/或第二分析参数不完全对应于第二缺省参数，而是在预定的容差范围或极限范围内，则也可作出肯定性判定。在存在肯定性判定的情况下，释放金属板。如果存在否定性判定，则将金属板2声明为废料并不将其释放以进行进一步处理或进一步传输，或者清洁金属板2并随后将其重新输送到机器1中以进行润滑剂涂覆。

附图标记列表

1机器

2金属板

3涂覆单元

4输送线

5泵单元

6测量单元

7感测单元

8调控单元

9数据处理单元

10润滑剂

11喷雾室

12横动装置

13保持元件

14运行轨道

a输送轴线