Titel

VERFAHREN ZUM BETREIBEN EINER BEHANDLUNGSANLAGE SOWIE BEHANDLUNGSANLAGE UND COMPUTER PROGRAMM PRODUKT

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Behandlungsanlage zur elektrophoretischen Tauchlackierung eines metallischen Werkstücks, insbesondere einer Fahrzeugkarosserie sowie eine Behandlungsanlage und ein Computer Programm Produkt zur Durchführung des Verfahrens.

Stand der Technik

Zum Behandeln von Fahrzeugkarossen werden elektrophoretische Tauchbehandlungsanlagen, wie etwa kathodische Tauchbehandlungsanlagen (KTL-Anlagen), eingesetzt, in denen Fahrzeugkarossen beispielsweise vorbehandelt und/oder lackiert werden, indem sie in Tauchbecken eingetaucht werden, in denen Lack mittels Elektrophorese aufgetragen wird. Die elektrophoretische Abscheidung (EPD) ist ein weit verbreiteter industrieller Prozess, bei dem kolloidale Partikel unter Einfluss eines elektrischen Feldes auf einem Werkstück als Elektrode abgeschieden werden. Das Werkstück, beispielsweise eine Fahrzeugkarosse wird in einen elektrisch leitfähigen, wässrigen Tauchlack eingetaucht und zwischen Werkstück und einer Gegeneiektrode ein Gleichspannungsfeld angelegt. Das Grundprinzip des Elektrotauchlackierens besteht darin, wasserlösliche Bindemittel an der Oberfläche des als Elektrode geschalteten Werkstücks auszufällen und so einen geschlossenen, haftenden Lackfilm zu erzeugen.

Offenbarung der Erfindung Die Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens zum Betreiben einer Behandlungsanlage zur elektrophoretischen Tauchbeschichtung eines metallischen Werkstücks, insbesondere einer Fahrzeugkarosserie, mit welchem ein besseres Beschichtungsergebnis erreicht werden kann.

Eine weitere Aufgabe besteht darin, eine Behandlungsanlage für elektrophoretische Tauchbeschichtung zu schaffen, mit welcher ein besseres Beschichtungsergebnis erreicht werden kann.

Eine weitere Aufgabe besteht darin, eine Computer Programm Produkt zu schaffen, mit welchem das verbesserte Verfahren durchgeführt werden kann.

Die Aufgaben werden durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Günstige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung.

Die in den Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale sind in technologisch sinnvoller Weise miteinander kombinierbar und können durch erläuternde Sachverhalte aus der Beschreibung und durch Details aus den Figuren ergänzt werden, wobei weitere Ausführungsvarianten der Erfindung aufgezeigt werden.

Es wird ein Verfahren vorgeschlagen zum Betreiben einer Behandlungsanlage für elektrophoretische Tauchbeschichtung, insbesondere Tauchlackierung eines metallischen Werkstücks, insbesondere einer Fahrzeugkarosserie, in einem mit einem Lack gefüllten Tauchbecken, wobei in dem Tauchbecken eine Relativbewegung zwischen Werkstück und einer Stromschiene durchgeführt wird, wobei an das Werkstück eine elektrische Spannung angelegt wird, und wobei bei Aufenthalt des Werkstücks im Wirkungsbereich wenigstens eines Stromschienenabschnitts der Stromschiene zumindest zeitweise dem Werkstück von dem wenigstens einen Stromschienenabschnitt ein elektrischer Strom zugeführt wird.

Die Stromschiene ist in einzelne Stromschienenabschnitte unterteilt. Auf jedem Stromschienenabschnitt befindet sich immer nur eine Karosse, wobei die Länge jedes Stromschienenabschnitts kleiner ist als der Taktabstand der aufeinanderfolgenden Karossen. Der Strom, der zu jeder Stromschiene fließt, wird über eine entsprechende Messvorrichtung einer Stromversorgungseinheit bestimmt. Das Werkstück wird so während der Behandlung jeweils nur im Bereich eines Stromschienenabschnitts angeordnet. Der Stromschienenabschnitt kann länger oder kürzer als das Werkstück sein, ist zweckmäßigerweise aber immer kürzer als der Taktabstand zwischen den Werkstücken.

Die elektrophoretische Tauchbeschichtung kann eine kathodische Tauchbeschichtung sein, bei der das zu beschichtende Werkstück als Kathode geschaltet ist, oder eine anodische Tauchbeschichtung, bei der das zu beschichtende Werkstück als Anode geschaltet ist. Bei der kathodischen Tauchbeschichtung sind die Elektroden mit einem Anolyten als Elektrolytflüssigkeit gefüllt. Bei der anodischen Tauchbeschichtung wird kein separates Anolytsystem wie bei der kathodischen Tauchbeschichtung benötigt.

Gemäß einer günstigen Ausgestaltung des Verfahrens kann eine Regelung des dem Werkstück zugeführten elektrischen Stroms erfolgen.

Der elektrische Strom zur Stromregelung kann günstigerweise in jedem Stromschienenabschnitt bestimmt werden. Die Stromregelung ermöglicht vorteilhaft auch bei einer Stromversorgungseinheit mit modularen Gleichrichtermodulen eine einfache Vorgabe des gewünschten Beschichtungsstromes für jeden Stromschienenabschnitt. Dadurch kann ein besseres Beschichtungsergebnis auf der behandelten Fahrzeugkarosse erreicht werden.

Gemäß einer günstigen Ausgestaltung des Verfahrens kann das Werkstück über wenigstens zwei in dem Tauchbecken im Wirkungsbereich des wenigstens einen Stromschienenabschnitts angeordnete elektrisch gleichsinnige Elektroden mit einer elektrischen Spannung beaufschlagt werden, wobei wenigstens ein Gleichrichtermodul mit wenigstens einer der Elektroden verbunden ist, wobei der dem Werkstück zugeführte Strom eine Summe der durch die einzelnen Gleichrichtermodule zugeführten Teilströme bildet, und wobei aus einem vorgegebenen Stromsollwert des dem Werkstück zugeführten Gesamtstroms ein gemeinsam geregelter Spannungssollwert für die einzelnen Gleichrichtermodule im Bereich des Werkstücks abgeleitet und den einzelnen Gleichrichtermodulen vorgegeben wird. Bei der elektrophoretischen Tauchbeschichtung, insbesondere Tauchlackierung, können zweckmäßigerweise für die Stromversorgung der elektrisch gleichsinnigen Elektroden jeweils getrennte Gleichrichtermodule verwendet werden. Zur Versorgung mit Gleichstrom kann jedes dieser Gleichrichtermodule mit einer Elektrode oder einer Gruppe von Elektroden elektrisch verbunden sein, oder mehrere Gleichrichtermodule können mit einer gemeinsamen Elektrode verbunden sein. Durch den modularen Aufbau kann die Spannung im Tauchbecken sehr genau gesteuert oder geregelt werden.

Üblicherweise werden in einem Behandlungsabschnitt einer Karosse, der auch einem Stromschienenabschnitt entspricht, mehrere Elektroden eingesetzt, die beidseitig der Karosse angeordnet sein können, um ein günstiges Behandlungsergebnis zu erreichen. Typischerweise können für flache oder halbrunde Elektroden zehn bis sechzehn Elektroden vorgesehen sein. Bei runden Elektroden können bis zu vierzig Elektroden vorgesehen sein. Je nach Anlage können selbstverständlich mehr oder weniger Elektroden vorgesehen sein.

Alle Gleichrichtermodule weisen einen gemeinsamen Pol auf, bei einer kathodischen Beschichtung einen gemeinsamen negativen Pol und bei einer anodischen Beschichtung einen gemeinsamen positiven Pol, der über eine Stromschiene mit einzelnen Stromschienenabschnitten mit den Karossen verbunden wird.

Vorteilhaft kann so ein Gesamtstrom zur Behandlung der Karosse vorgegeben und geregelt werden, welcher sich aus der Summe der einzelnen Teilstromwerte der wenigstens einen Elektrode und deren versorgendem wenigstens einen Gleichrichtermodul zusammensetzt. Insbesondere bei mehreren Gleichrichtermodulen können diese unabhängig voneinander gesteuert und/oder geregelt werden. Damit kann vorteilhaft eine stromgeführte Betriebsweise der Behandlungseinheit eingestellt und umgesetzt werden.

Gemäß einer günstigen Ausgestaltung des Verfahrens kann ein gleicher durchschnittlicher Spannungssollwert für die Gleichrichtermodule vorgegeben werden und die Spannung an den Gleichrichtermodulen so geregelt werden, dass der jeweils vorgegebene Gesamtstromsollwert erreicht wird. Die Karosse wird über die Stromschiene mit dem gemeinsamen Pol der Gleichrichtermodule verbunden. Der Stromfluss zur Stromschiene wird gemessen und entspricht der Stromaufnahme der Karosse. Es wird von der Spannungsregelung auf die Stromregelung umgeschaltet. Die durchschnittliche Spannung aller Elektroden im Bereich einer Karosse, ohne Vorlauf und Nachlauf der Behandlung, können beispielsweise in einem SPS-Programm einer Steuerungseinheit berechnet und dem aktuell belegten Stromschienenabschnitt zugeordnet werden.

Bei der Stromregelung erhalten alle Elektroden im Behandlungsbereich, inklusive Vorlauf und Nachlauf, denselben Spannungssollwert. Die Spannung wird so geregelt, dass der gewünschte Stromsollwert erreicht wird.

Die Spannung kann dabei zwischen zwei Sollwerten, nämlich einer minimalen Spannung der Stromregelung und einer maximalen Spannung der Stromregelung variieren.

Gemäß einer günstigen Ausgestaltung des Verfahrens kann bei mehreren in Förderrichtung aufeinanderfolgenden Stromschienenabschnitten für jeden Stromschienenabschnitt eine PI D-Regelung verwendet werden, wobei als Startwert für die PI D-Regelung eine durchschnittliche Spannung des jeweils vorhergehenden Stromschienenabschnitts verwendet wird.

Für jeden Stromschienenabschnitt kann so eine separate PI D-Regelung verwendet und nach Bedarf angepasst werden. Als Startwert für die Regelung, dem sogenannten Y-Offsetwert, kann beispielsweise immer eine Durchschnittsspannung des vorherigen Stromschienenabschnitts eingestellt werden. Damit kann sichergestellt werden, dass die Spannung über die gesamte Förderstrecke konstant geregelt wird und Spannungssprünge vermieden werden können.

Beim Austauchen der Karosse aus dem Lack des Tauchbeckens wird die Stromregelung gestoppt, und die Elektroden behalten ihre aktuelle Spannung oder werden mit einer speziellen Austauchspannung beaufschlagt. Gemäß einer günstigen Ausgestaltung des Verfahrens kann eine untere Grenzspannung und eine obere Grenzspannung für die Stromregelung vorgegeben werden. Die Spannung kann so bei der Stromregelung zwischen zwei Sollwerten, nämlich einer minimalen Spannung der Stromregelung und einer maximalen Spannung der Stromregelung variieren. Die Spannung wird vorgegeben, und der Teilstrom variiert zwischen 0 A und dem maximal möglichen Teilstrom pro Gleichrichtermodul. Beim Start der Beschichtung wird die Spannung über eine einstellbare Rampe von 0 V auf den gewünschten Sollwert erhöht.

Gemäß einer günstigen Ausgestaltung des Verfahrens kann die Behandlung des Werkstücks mittels einer Ladungsmengenregelung durchgeführt werden, indem der Strom durch den Stromschienenabschnitt so geregelt wird, dass ein vorgegebener Ladungssollwert erreicht wird.

Da die abzuscheidenden Beschichtungspartikel, insbesondere Lackpartikel, mittels Stromtransport aufgetragen werden, stellt die Gesamtladungsmenge ein Maß für die Beschichtungsdicke des abgeschiedenen Beschichtungsmaterials, beispielsweise des abgeschiedenen Lacks, dar.

Vorteilhaft kann eine Ladungsmengenregelung dafür sorgen, dass bei jeder Karosse immer die gleiche Ladungsmenge, d.h. Menge an Beschichtungsmaterial aus dem Lack, abgeschieden wird. Eine Schwankung der Lacktemperatur beispielsweise kann über einen Ladungsmengenregler automatisch ausgeglichen werden, sodass alle beschichteten, insbesondere lackierten Fahrzeugkarossen ein günstiges Beschichtungsergebnis aufweisen. Auf diese Weise können der Lackverbrauch und die Beschichtungsqualität optimiert werden.

Ab einem einstellbaren Zeitpunkt der Beschichtung kann die Ladungsmengenregelung günstigerweise aktiviert werden. Hierfür können beispielsweise eine fehlende Ladungsmenge, um den gewünschten Ladungssollwert zu erreichen, sowie eine restliche Beschichtungszeit, bis die Karosse anfängt, aus dem Lack auszutauchen, bestimmt werden.

Vorteilhaft kann so die von den Gleichrichtermodulen während der Beschichtung abgegebene Ladungsmenge konstant gehalten werden. Damit kann sichergestellt werden, dass ein günstiges Beschichtungsergebnis für alle Karossen gewährleistet wird. Durch die Ladungsmengenregelung kann die Beschichtungsschichtdicke optimiert und konstant gehalten werden. Damit können bei der Beschichtung Materialkosten eingespart und Qualitätsprobleme aufgrund von mangelhafter Beschichtung vermieden werden.

Gemäß einer günstigen Ausgestaltung des Verfahrens kann der Stromsollwert für die Ladungsmengenregelung als Quotient aus einer fehlenden Ladungsmenge und einer verbleibenden Behandlungszeit bestimmt werden.

Sobald die Ladungsmengenregelung aktiv ist, wird der Beschichtungsstrom geregelt. Der Stromsollwert wird kontinuierlich berechnet, um die gewünschte Ladungsmenge zu erreichen:

Stromsollwert = D Ladung / D Zeit, bzw. mit den gewünschten Einheiten:

Stromsollwert [A] = fehlende Ladungsmenge [Amin] x 60 / verbleibende Beschichtungszeit [s].

Wenn die Ladungsmengenregelung aktiv ist, dann wird der Gesamtstrom durch die Karosse auf den berechneten Sollwert geregelt. Die Spannung variiert automatisch zwischen dem einstellbaren Minimum und Maximum.

Am Ende der Beschichtung wird die erreichte Ladung überprüft und mit den vorgegebenen Grenzwerten verglichen. Werden die Grenzen überschritten oder unterschritten, können entsprechende Warn- oder Störmeldungen ausgegeben werden.

Gemäß einer günstigen Ausgestaltung des Verfahrens kann der Ladungssollwert bei der Ladungsmengenregelung mittels einer adaptiven Regelung angepasst werden, wobei die Regelung abhängig von Behandlungsparametern erfolgt. Insbesondere kann die Regelung abhängig von wenigstens einem der folgenden Parameter: Lackparameter, insbesondere ein Bindemittelgehalt, Pigmentgehalt, Lösemittelgehalt, pH-Wert, elektrische Leitfähigkeit der Elektrolytflüssigkeit, insbesondere der Anolytflüssigkeit des Behandlungsprozesses erfolgen. Bei der kathodischen Tauchbeschichtung sind die Elektroden mit einem Anolyten gefüllt. Bei der anodischen Tauchbeschichtung entsteht Säure an dem Werkstück, und es wird kein separates Anolytsystem wie bei der kathodischen Tauchbeschichtung benötigt. In einem weiteren Schritt können zusätzliche Parameter berücksichtigt werden. Hierfür kann eine adaptive Regelung eingesetzt werden, welche über externe Prozessparameter automatisch den Ladungssollwert der Karosse anpasst.

Externe Parameter können unter anderem die Lackparameter, wie beispielsweise Bindemittelgehalt, Pigmentgehalt, Lösemittelgehalt, ph-Wert, elektrische Leitfähigkeit sowie elektrische Leitfähigkeit in der Elektrolytflüssigkeit, insbesondere der Anolytflüssigkeit, sein. Der Zusammenhang zwischen diesen externen Parametern und der Ladungsaufnahme kann beispielsweise in einer mathematischen Formel im SPS-Programm einer Steuereinheit der Stromversorgungseinheit hinterlegt werden.

Wenn beispielsweise der ph-Wert des Lacks über einem Sollwert liegt, kann der Ladungssollwert um einen bestimmten Ladungswert reduziert werden. Wenn andererseits der ph-Wert des Lacks unter dem Sollwert liegt, kann der Ladungssollwert um einen bestimmten Betrag erhöht werden.

Gemäß einer günstigen Ausgestaltung des Verfahrens kann der Ladungssollwert bei der Ladungsmengenregelung in Abhängigkeit einer gemessenen, aus dem Lack auf dem Werkstück abgeschiedenen Dicke einer Beschichtung, insbesondere einer Beschichtung umfassend Lackpartikel, angepasst werden.

Alternativ kann mittels einer Schichtdickenmessung nach der elektrophoretischen Beschichtung automatisch die Schichtdicke jeder Karosse bestimmt werden. Sollte die Schichtdicke zu hoch sein, wird automatisch der Ladungssollwert reduziert. Ist die Schichtdicke zu niedrig, wird automatisch der Ladungssollwert erhöht.

Gemäß einer günstigen Ausgestaltung des Verfahrens kann bei einem Start der Behandlung des Werkstücks die Behandlung mittels einer Spannungsregelung durchgeführt werden, indem die Sollspannung der Gleichrichtermodule über eine einstellbare Spannungsrampe auf einen Spannungssollwert erhöht wird.

Auf diese Weise kann der Anfangsstrom, der am Anfang der Behandlung sehr steil ansteigt, günstig geregelt werden. Mit zunehmender Beschichtungsdicke, wenn die aufgetragene Beschichtung, insbesondere der Lack, zunehmend isolierend wirkt, nimmt der Strom ab. Dieser Wert kann über den Spannungssollwert günstig eingestellt werden. Gemäß einer günstigen Ausgestaltung des Verfahrens kann die Behandlung des Werkstücks über ein vorgegebenes Zeitintervall mittels einer Spannungsregelung durchgeführt werden, und danach mittels einer Stromregelung gekoppelt mit einer Ladungsmengenregelung bis zum Erreichen eines vorgegebenen Ladungssollwerts durchgeführt werden.

Mittels einer solchen Regelungsstrategie kann vorteilhaft über die Spannungsregelung eine relativ schnelle Beschichtung mit einer ersten Beschichtungsdicke erreicht werden, welche dann über die darauf folgende Ladungsmengenregelung bis zur gewünschten Beschichtungsdicke weiter betrieben werden kann.

Gemäß einer günstigen Ausgestaltung des Verfahrens können zur gezielten Behandlung einzelner Bereiche des Werkstücks die Spannungssollwerte der Gleichrichtermodule, welche die Elektroden versorgen, die diesen Bereichen entlang der Förderrichtung zugeordnet sind, angepasst werden.

Durch den modularen Aufbau der Stromversorgungseinheit mit einzelnen Gleichrichtermodulen können einzelne Karossenbereiche gezielt beeinflusst werden. Hierfür wird die Spannung in bestimmten Karossenbereichen erhöht oder reduziert, um die Schichtdicke zu beeinflussen, beispielsweise mit einer Spannungsanpassung von maximal +/- 20%.

Ein Karossenbereich kann dabei zweckmäßigerweise immer größer sein als der Abstand zwischen zwei Elektroden. Günstig für diese Betriebsweise sind kleine Elektroden, wie beispielsweise Rundelektroden und möglichst viele Gleichrichtermodule, damit das Tauchbecken in viele kleine Spannungsbereiche unterteilt werden kann.

Gemäß eines weiteren Aspekts der Erfindung wird eine Behandlungsanlage zur elektrophoretischen Tauchbeschichtung, insbesondere Tauchlackierung, eines metallischen Werkstücks, insbesondere einer Fahrzeugkarosserie, in einem mit einem Lack gefüllten Tauchbecken, zur Durchführung eines Verfahrens wie vorstehend beschrieben vorgeschlagen. Die Behandlungsanlage umfasst wenigstens: wenigstens zwei elektrisch gleichsinnige Elektroden, die insbesondere beidseitig des Werkstücks angeordnet sind, eine Stromschiene, welche entlang einer Förderrichtung des Werkstücks im Tauchbecken angeordnet und in einzelne Stromschienenabschnitte unterteilt ist, , wobei die Stromschiene mit dem Werkstück elektrisch verbunden ist, und wenigstens eine Stromversorgungseinheit mit wenigstens einem Gleichrichtermodul, wobei ein Pol des wenigstens einen Gleichrichtermoduls mit wenigstens einer der wenigstens zwei gleichsinnigen Elektroden elektrisch verbunden ist, und wobei der andere Pol des wenigstens einen Gleichrichtermoduls mit der Stromschiene elektrisch verbunden ist und die wenigstens zwei elektrisch gleichsinnigen Elektroden das Werkstück mit einer elektrischen Spannung beaufschlagen.

Die Stromschiene ist in einzelne Stromschienenabschnitte unterteilt. Auf jedem Stromschienenabschnitt befindet sich bei der Behandlung jeweils nur ein Werkstück, etwa eine Karosse, wobei die Länge jedes Stromschienenabschnitts kleiner ist als der Taktabstand der aufeinanderfolgenden Karossen. Der Strom, der zu jeder Stromschiene fließt, wird über eine entsprechende Messvorrichtung einer Stromversorgungseinheit bestimmt. Das Werkstück wird so während der Behandlung jeweils nur im Bereich eines Stromschienenabschnitts, welcher kürzer als der Taktabstand ist, angeordnet.

Gemäß einer günstigen Ausgestaltung der Behandlungsanlage kann die Behandlungsanlage zur Stromregelung des dem Werkstück zugeführten elektrischen Stroms ausgebildet sein.

Der elektrische Strom wird zur Stromregelung in jedem Stromschienenabschnitt bestimmt. Die Stromregelung ermöglicht vorteilhaft auch bei einer Stromversorgungseinheit mit modularen Gleichrichtermodulen eine einfache Vorgabe des gewünschten Beschichtungsstromes für jeden Stromschienenabschnitt. Dadurch kann ein besseres Beschichtungsergebnis auf der behandelten Fahrzeugkarosse erreicht werden. Gemäß einer günstigen Ausgestaltung der Behandlungsanlage kann die wenigstens eine Stromversorgungseinheit ausgebildet sein, die Gleichrichtermodule jeweils getrennt mittels einer Spannungsregelung zu betreiben.

Die Karosse wird über die Stromschiene mit dem gemeinsamen Pol der Gleichrichtermodule verbunden. Der Stromfluss zur Stromschiene wird gemessen und entspricht der Stromaufnahme der Karosse. Es wird von der Spannungsregelung auf die Stromregelung umgeschaltet. Die durchschnittliche Spannung aller Elektroden im Bereich einer Karosse, ohne Vorlauf und Nachlauf der Behandlung, können beispielsweise in einem SPS-Programm einer Steuerungseinheit berechnet und der aktuell belegten Stromschiene zugeordnet werden.

Bei der Stromregelung erhalten alle Elektroden im Behandlungsbereich, inklusive Vorlauf und Nachlauf, denselben Spannungssollwert. Die Spannung wird so geregelt, dass der gewünschte Stromsollwert erreicht wird.

Die Spannung kann dabei zwischen zwei Sollwerten, nämlich einer minimalen Spannung der Stromregelung und einer maximalen Spannung der Stromregelung variieren.

Gemäß einer günstigen Ausgestaltung der Behandlungsanlage kann die wenigstens eine Stromversorgungseinheit ausgebildet sein, die Gleichrichtermodule mittels einer Stromregelung gekoppelt mit einer Ladungsmengenregelung über den Strom eines Stromschienenabschnitts zu betreiben.

Da die Beschichtungspartikel aus dem Lack mittels Stromtransport aufgetragen werden, stellt die Gesamtladungsmenge ein Maß für die Beschichtungsdicke der aufgetragenen Beschichtung, insbesondere der Beschichtung umfassend Lackpartikel, dar. Vorteilhaft kann eine Ladungsmengenregelung dafür sorgen, dass bei jeder Karosse immer die gleiche Ladungsmenge abgeschieden wird. Eine Schwankung der Lacktemperatur beispielsweise kann über einen Ladungsmengenregler automatisch ausgeglichen werden, sodass alle beschichteten Fahrzeugkarossen ein günstiges Beschichtungsergebnis aufweisen. Auf diese Weise können der Lackverbrauch und die Beschichtungsqualität optimiert werden.

Gemäß einer günstigen Ausgestaltung der Behandlungsanlage kann die wenigstens eine Stromversorgungseinheit ausgebildet sein, die Gleichrichtermodule in einem ersten Zeitintervall mittels einer Spannungsregelung zu betreiben und in einem zweiten Zeitintervall mittels einer Stromregelung gekoppelt mit einer Ladungsmengenregelung bis zum Erreichen eines vorgegebenen Ladungssollwerts zu betreiben.

Ab einem einstellbaren Zeitpunkt der Beschichtung kann die Ladungsmengenregelung günstigerweise aktiviert werden. Hierfür können beispielsweise eine fehlende Ladungsmenge, um den gewünschten Ladungssollwert zu erreichen, sowie eine restliche Beschichtungszeit, bis die Karosse anfängt, aus dem Lack des Tauchbeckens auszutauchen, bestimmt werden.

Vorteilhaft kann so die von den Gleichrichtermodulen während der Beschichtung abgegebene Ladungsmenge konstant gehalten werden. Damit kann sichergestellt werden, dass ein günstiges Beschichtungsergebnis für alle Karossen gewährleistet wird.

Durch die Ladungsmengenregelung kann die abgeschiedene Schichtdicke optimiert und konstant gehalten werden. Damit können bei der Beschichtung Materialkosten eingespart und Qualitätsprobleme aufgrund von mangelhafter Beschichtung vermieden werden.

Mittels einer solchen Regelungsstrategie kann vorteilhaft über die Spannungsregelung eine relativ schnelle Beschichtung mit einer ersten Beschichtungsdicke erreicht werden, welche dann über die darauf folgende Ladungsmengenregelung bis zur gewünschten Beschichtungsdicke weiter betrieben werden kann. Gemäß eines weiteren Aspekts der Erfindung wird ein Computerprogrammprodukt vorgeschlagen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben einer Behandlungsanlage zur elektrophoretischen Tauchbeschichtung, insbesondere Tauchlackierung, eines metallischen Werkstücks, insbesondere einer Fahrzeugkarosserie in einem mit einem Lack gefüllten Tauchbecken, bei dem das Werkstück in einer Förderrichtung entlang einer Stromschiene und von Gleichrichtermodulen versorgten Elektroden bewegt wird. Das Computerprogrammprodukt umfasst wenigstens ein computerlesbares Speichermedium mit darauf gespeicherten Programmcodeanweisungen, wobei die von einer Datenverarbeitungsanlage ausführbaren Programmcodeanweisungen bewirken, dass bei Aufenthalt des Werkstücks im Wirkungsbereich wenigstens eines Stromschienenabschnitts der Stromschiene zumindest zeitweise dem Werkstück von dem wenigstens einen Stromschienenabschnitt ein elektrischer Strom zugeführt wird.

Gemäß einer günstigen Ausgestaltung des Computerprogrammprodukts können die von der Datenverarbeitungsanlage ausführbaren Programmcodeanweisungen bewirken, dass die Behandlung des Werkstücks zumindest zeitweise mittels einer Stromregelung durchgeführt wird, indem ein Stromsollwert für einen Stromschienenabschnitt der Stromschiene vorgegeben wird, wobei ein gleicher geregelter Spannungssollwert für die Gleichrichtermodule vorgegeben wird und die Spannung so geregelt wird, dass der vorgegebene Stromsollwert erreicht wird; und/oder dass die Behandlung des Werkstücks mittels einer Ladungsmengenregelung durchgeführt wird, indem der Strom durch den Stromschienenabschnitt geregelt wird, um einen vorgegebenen Ladungssollwert zu erreichen; und/oder dass die Behandlung des Werkstücks über ein erstes Zeitintervall mittels einer Spannungsregelung durchgeführt wird, und in einem zweiten Zeitintervall mittels einer Stromregelung gekoppelt mit einer Ladungsmengenregelung bis zum Erreichen eines vorgegebenen Ladungssollwerts durchgeführt wird; und/oder dass zur gezielten Behandlung einzelner Bereiche des Werkstücks Spannungssollwerte der Gleichrichtermodule, welche die Elektroden in diesen Bereichen versorgen, angepasst werden.

Vorteilhaft kann so ein Gesamtstrom zur Behandlung der Karosse vorgegeben und geregelt werden, welcher sich aus der Summe der einzelnen Teilstromwerte der einzelnen Elektroden und deren versorgenden Gleichrichtermodule zusammensetzt, welche unabhängig voneinander gesteuert werden. Damit kann vorteilhaft eine stromgeführte Betriebsweise der Behandlungseinheit eingestellt und umgesetzt werden.

Vorteilhaft kann so die von den Gleichrichtermodulen während der Beschichtung abgegebene Ladungsmenge konstant gehalten. Damit kann sichergestellt werden, dass ein günstiges Beschichtungsergebnis für alle Karossen gewährleistet wird.

Durch die Ladungsmengenregelung kann die abgeschiedene Schichtdicke optimiert und konstant gehalten werden. Damit können bei der Beschichtung Materialkosten eingespart und Qualitätsprobleme aufgrund von mangelhafter Beschichtung vermieden werden.

Zeichnung

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.

Es zeigen beispielhaft:

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einer Behandlungsanlage;

Fig. 2 eine schematische Darstellung der Behandlungsanlage mit beispielhaften Werten einer Stromregelung nach einem

Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 3 eine schematische Darstellung der Behandlungsanlage mit beispielhaften Werten einer Sollwertanpassung bei einer

Spannungsregelung zur Gewichtung einzelner Werkstückbereiche nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 4 eine schematische Darstellung der Behandlungsanlage mit beispielhaften Werten einer Sollwertanpassung bei einer

Stromregelung zur Gewichtung einzelner Werkstückbereiche nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; und Fig. 5 einen typischen Spannungs-/Stromverlauf während der Behandlung bei einer ladungsgeregelten Betriebsweise des Verfahrens nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Ausführungsformen der Erfindung

Die Figuren zeigen lediglich Beispiele und sind nicht beschränkend zu verstehen.

Bevor die Erfindung im Detail beschrieben wird, ist darauf hinzuweisen, dass sie nicht auf die jeweiligen Bauteile der Vorrichtung sowie die jeweiligen Verfahrensschritte beschränkt ist, da diese Bauteile und Verfahren variieren können. Die hier verwendeten Begriffe sind lediglich dafür bestimmt, besondere Ausführungsformen zu beschreiben und werden nicht einschränkend verwendet. Wenn zudem in der Beschreibung oder in den Ansprüchen die Einzahl oder unbestimmte Artikel verwendet werden, bezieht sich dies auch auf die Mehrzahl dieser Elemente, solange nicht der Gesamtzusammenhang eindeutig etwas Anderes deutlich macht.

Im Folgenden verwendete Richtungsterminologie mit Begriffen wie „links“, „rechts“, „oben“, „unten“, „davor“ „dahinter“, „danach“ und dergleichen dient lediglich dem besseren Verständnis der Figuren und soll in keinem Fall eine Beschränkung der Allgemeinheit darstellen. Die dargestellten Komponenten und Elemente, deren Auslegung und Verwendung können im Sinne der Überlegungen eines Fachmanns variieren und an die jeweiligen Anwendungen angepasst werden.

Figur 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einer Behandlungsanlage 100.

Die Behandlungsanlage 100 zur elektrophoretischen, beispielsweise kathodischen Tauchlackierung eines metallischen Werkstücks 40, insbesondere einer Fahrzeugkarosserie, in einem mit einem Lack gefüllten Tauchbecken 30, umfasst eine Vielzahl von Elektroden 32, die insbesondere beidseitig des Werkstücks 40 angeordnet sind. In dem Tauchbecken 30 wird eine Relativbewegung zwischen Werkstück 40 und einer Stromschiene 21 durchgeführt, d.h. bei feststehender Stromschiene 21 wird das Werkstück in dem Tauchbecken 30 in Förderrichtung 42 zwischen den ebenfalls feststehenden Elektroden 32 bewegt. Bei der kathodischen Tauchbeschichtung ist das zu beschichtende Werkstück 40 als Kathode geschaltet und die Elektroden mit einem Anolyten gefüllt.

Weiter umfasst die Behandlungsanlage 100 eine Stromschiene 21, welche entlang einer Förderrichtung 42 des Werkstücks 40 im Tauchbecken 30 angeordnet und in einzelne Stromschienenabschnitte 22, 24, 26 unterteilt ist. Die

Stromschienenabschnitte 22, 24, 26 weisen eine Länge 46 auf, die an eine Länge 44 des Werkstücks 40 in Förderrichtung 42 angepasst sein kann. Die Stromschienenabschnitte 22, 24, 26 können gleich lang, jedoch auch länger oder kürzer als das Werkstück 40 sein, zweckmäßigerweise jedoch immer kürzer als der Taktabstand sein.

Die Stromschiene 21 ist mit dem Werkstück 40 elektrisch verbunden, beispielsweise über Stromkabel. Dies ist in Figur 1 jedoch nicht dargestellt.

Auf jedem Stromschienenabschnitt 22, 24, 26 befindet sich immer nur eine Karosse, wobei die Länge jedes Stromschienenabschnitts 22, 24, 26 kleiner ist als der Taktabstand der aufeinanderfolgenden Karossen. Der Strom, der zu jedem Stromschienenabschnitt 22, 24, 26 fließt, wird über eine entsprechende Messvorrichtung 18 der Stromversorgungseinheit 10 bestimmt. Das Werkstück 40 wird so während der Behandlung jeweils nur im Bereich eines Stromschienenabschnitts 22, 24, 26, welcher beispielsweise einer Länge des Werkstücks 40 entspricht, angeordnet. Der elektrische Strom wird zur Stromregelung in jedem Stromschienenabschnitt 22, 24, 26 bestimmt.

Die Stromregelung ermöglicht vorteilhaft auch bei einer Stromversorgungseinheit 10 mit modularen Gleichrichtermodulen 12 eine einfache Vorgabe des gewünschten Beschichtungsstromes für jeden Stromschienenabschnitt 22, 24, 26. Dadurch kann ein besseres Beschichtungsergebnis auf der behandelten Fahrzeugkarosse erreicht werden.

Bei der elektrophoretischen Tauchlackierung können zweckmäßigerweise für die Stromversorgung der Elektroden 32 jeweils getrennte Gleichrichtermodule 12 verwendet werden. Jedes dieser Gleichrichtermodule 12 vorsorgt eine Elektrode 32 oder eine Gruppe von Elektroden 32 mit Gleichstrom. Durch den modularen Aufbau kann die Spannung im Tauchbecken 30 sehr genau gesteuert werden. Alternativ können auch für eine Elektrode 32 mehrere Gleichrichtermodule 12 vorgesehen sein. Üblicherweise werden in einem Behandlungsabschnitt einer Karosse, der auch einem Stromschienenabschnitt 22, 24, 26 entspricht, jeweils zehn bis sechzehn flache oder halbrunde Elektroden 32 eingesetzt, die beidseitig der Karosse angeordnet sein können, um ein günstiges Behandlungsergebnis zu erreichen. Bei runden Elektroden 32 können auch mehr, etwa bis zu vierzig, vorgesehen sein. Es können jeweils auch mehr oder weniger Elektroden vorgesehen sein

Alle Gleichrichtermodule 12 weisen einen gemeinsamen Pol 16 auf, der über eine Stromschiene 21 mit einzelnen Stromschienenabschnitten 22, 24, 26 mit den Karossen verbunden wird. Bei einer kathodischen Tauchbeschichtung ist der gemeinsame Pol 16 der negative Pol, bei einer anodischen Tauchbeschichtung wäre der gemeinsame Pol 16 der positive Pol.

Vorteilhaft kann so ein Gesamtstrom zur Behandlung der Karosse vorgegeben und geregelt werden, welcher sich aus der Summe der einzelnen Teilstromwerte 75 der einzelnen Elektroden 32 und deren versorgenden Gleichrichtermodule 12 zusammensetzt, welche unabhängig voneinander gesteuert werden. Damit kann vorteilhaft eine stromgeführte Betriebsweise der Behandlungseinheit 100 eingestellt und umgesetzt werden.

Bei dem Ausführungsbeispiel in Figur 1 weisen zwei Stromversorgungseinheiten 10 eine Vielzahl von Gleichrichtermodulen 12 auf. Dabei ist jeweils ein positiver Pol 14 eines Gleichrichtermoduls 12 mit wenigstens einer Elektrode 32 elektrisch verbunden. Die negativen Pole 16 aller Gleichrichtermodule 12 sind mit der Stromschiene 21 elektrisch verbunden. Über die Elektroden 32, welche zu beiden Seiten des Werkstücks 40 im Lack des Tauchbeckens 30 angeordnet sind, kann so das Werkstück 40 mit einer elektrische Spannung beaufschlagt werden.

Das Werkstück 40 ist während der Behandlung jeweils nur im Bereich eines Stromschienenabschnitts 22, 24, 26 angeordnet.

Die Behandlungsanlage 100 ist zur Stromregelung des dem Werkstück 40 zugeführten elektrischen Stroms ausgebildet. Der elektrische Strom kann über Strommesseinheiten 18 in jedem Stromschienenabschnitt 22, 24, 26 getrennt bestimmt werden. Der negative Pol 16 der Gleichrichtermodule 12 ist über die Strommesseinheiten 18 und optional einem Koppelthyristor 28 mit den Stromschienenabschnitten 22, 24, 26 elektrisch verbunden. Über die Stromversorgungseinheiten 10 können die Gleichrichtermodule 12 jeweils getrennt mittels einer Spannungsregelung betrieben werden.

Die Gleichrichtermodule 12 können mittels einer Stromregelung gekoppelt mit einer Ladungsmengenregelung über den Strom eines Stromschienenabschnitts 22, 24, 26 betrieben werden.

Die Stromversorgungseinheiten 10 sind dazu ausgebildet, die Gleichrichtermodule 12 in einem ersten Zeitintervall mittels einer Spannungsregelung zu betreiben, und in einem zweiten Zeitintervall mittels einer Stromregelung gekoppelt mit einer Ladungsmengenregelung bis zum Erreichen eines vorgegebenen Ladungssollwerts 80 zu betreiben.

Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird bei Aufenthalt des Werkstücks 40 im Wirkungsbereich wenigstens eines Stromschienenabschnitts 22, 24, 26 der Stromschiene 21 zumindest zeitweise eine Regelung des dem Werkstück 40 von dem wenigstens einen Stromschienenabschnitts 22, 24, 26 zugeführten elektrischen Stroms durchgeführt.

Der dem Werkstück 40 zugeführte Strom bildet die Summe der durch die einzelnen Gleichrichtermodule 12 zugeführten Teilströme, wobei aus einem vorgegebenen Stromsollwert des dem Werkstück 40 zugeführten Gesamtstroms ein Spannungssollwert 71 für die Gleichrichtermodule 12 im Bereich des zu beschichtenden Werkstücks 40 abgeleitet und den einzelnen Gleichrichtermodulen 12 vorgegeben wird.

Ein gleicher durchschnittlicher Spannungssollwert 71 (in Figur 2 dargestellt) kann für die Gleichrichtermodule 12 vorgegeben werden und die Spannung an den Gleichrichtermodulen 12 so geregelt werden, dass der jeweils vorgegebene Gesamtstrom des Werkstücks 40 erreicht wird.

Bei mehreren in Förderrichtung 42 aufeinanderfolgenden Stromschienenabschnitten 22, 24, 26 kann beispielsweise für jeden

Stromschienenabschnitt 22, 24, 26 eine PID-Regelung verwendet werden, wobei als Startwert für die PID-Regelung eine durchschnittliche Spannung des jeweils vorhergehenden Stromschienenabschnitts 22, 24, 26 verwendet werden kann. Für die Stromregelung kann günstigerweise eine untere Grenzspannung und eine obere Grenzspannung vorgegeben werden.

Für jeden Stromschienenabschnitt 22, 24, 26 kann so eine separate PID-Regelung verwendet werden. Als Startwert für die Regelung, dem sogenannten Y- Offsetwert, kann beispielsweise immer eine Durchschnittsspannung des vorherigen Stromschienenabschnitts 22, 24, 26 eingestellt werden. Damit kann sichergestellt werden, dass die Spannung über die gesamte Förderstrecke konstant geregelt wird und es zu keinen Spannungssprüngen kommt.

Beim Austauchen der Karosse aus dem Lack wird die Stromregelung gestoppt und die Elektroden 32 behalten ihre aktuelle Spannung oder werden mit einer speziellen Austauchspannung beaufschlagt.

Die Karosse wird über die Stromschiene 21 mit dem gemeinsamen negativen Pol 16 der Gleichrichtermodule 12 verbunden. Der Stromfluss zur Stromschiene 21 wird gemessen und entspricht der Stromaufnahme der Karosse. Es wird von der Spannungsregelung auf die Stromregelung umgeschaltet. Die durchschnittliche Spannung aller Elektroden 32 im Bereich einer Karosse, ohne Vorlauf und Nachlauf der Behandlung, können beispielsweise in einem SPS-Programm einer Steuerungseinheit berechnet und dem aktuell belegten Stromschienenabschnitt 22, 24, 26 zugeordnet werden.

Bei der Stromregelung erhalten alle Elektroden 32 im Behandlungsbereich, inklusive Vorlauf und Nachlauf, denselben Spannungssollwert 71. Die Spannung wird so geregelt, dass der gewünschte Stromsollwert erreicht wird.

Die Spannung 70 kann dabei zwischen zwei Sollwerten, nämlich einer minimalen Spannung der Stromregelung und einer maximalen Spannung der Stromregelung variieren.

Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung der Behandlungsanlage 100 mit beispielhaften Werten einer Stromregelung nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Behandlungsanlage 100 ist in einem schematischen Längsschnitt dargestellt, wobei die einzelnen Elektroden 32 als senkrecht stehende karierte Rechtecke dargestellt sind. Eine Transporteinheit 34 ist auf einem Träger 36 angeordnet und trägt eine Fahrzeugkarosse als Werkstück 40, welche kopfüber in das Tauchbecken 30 eingetaucht ist. Das Werkstück 40 bewegt sich in Förderrichtung 42, angedeutet durch den Pfeil.

Ein Vorlaufbereich 52 und ein Nachlaufbereich 50 sowie ein Karossenbereich 54 der Behandlungsanlage ist markiert.

Bei der Stromregelung, welche mit Spannungs- und Stromwerten für jeweils ein Elektrodenpaar von beidseitig des Werkstücks 40 angeordneten Elektroden 32 erhalten alle Elektroden 32 denselben Spannungswert 70 als Sollspannung. Die Spannung 70 wird dabei so geregelt, dass sich der gewünschte Gesamtstrom 74 auf der Stromschiene 21 ergibt. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein Stromsollwert von 700 A vorgegeben, welcher in der Summe der einzelnen Stromwerte 75 der Elektroden 32 sich ergibt.

In Figur 3 ist eine schematische Darstellung der Behandlungsanlage 100 mit beispielhaften Werten einer Sollwertanpassung bei einer Spannungsregelung zur Gewichtung einzelner Werkstückbereiche 56, 58, 60 nach einem

Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.

Zur gezielten Behandlung einzelner Bereiche 56, 58, 60 des Werkstücks 40 können die Spannungssollwerte 71 der Gleichrichtermodule 12, welche die Elektroden 32 versorgen, die diesen Bereichen 56, 58, 60 entlang der Förderrichtung 42 zugeordnet sind, angepasst werden.

Durch den modularen Aufbau der Stromversorgungseinheit 10 mit einzelnen Gleichrichtermodulen 12 können einzelne Karossenbereiche 56, 58, 60 gezielt beeinflusst werden. Hierfür wird die Spannung in bestimmten Karossenbereichen 56, 58, 60 erhöht oder erniedrigt, um die Schichtdicke zu beeinflussen, beispielsweise mit einer Spannungsanpassung von maximal +/- 20%.

Ein Karossenbereich 56, 58, 60 kann dabei zweckmäßigerweise immer größer sein als der Abstand zwischen zwei Elektroden. Günstig für diese Betriebsweise sind kleine Elektroden 32, wie beispielsweise Rundelektroden und möglichst viele Gleichrichtermodule 12, damit das Tauchbecken 30 in viele kleine Spannungsbereiche unterteilt werden kann.

Dazu können die Spannungssollwerte 71 von den Bereichen 56, 58, 60 zugeordneten Elektroden 32 mit Korrekturwerten 73 zur Spannungsanpassung korrigiert werden, mit welchen dann angepasste Spannungssollwerte 72 bestimmt werden. Mit diesen angepassten Spannungssollwerten 72 kann die Behandlung des Werkstücks 40 fortgesetzt werden und einzelne Bereiche 56, 58, 60 gezielt mit höheren oder niedrigeren Abscheideraten der aufzutragenden Beschichtung behandelt werden.

In Figur 3 sind für die einzelnen Bereiche 56, 58, 60 Faktoren zwischen -10% und +10% ausgewiesen, mit denen die entsprechenden Spannungssollwerte 71 gewichtet werden und daraus angepasste Spannungssollwerte 72 bestimmt werden.

Figur 4 zeigt eine schematische Darstellung der Behandlungsanlage 100 mit beispielhaften Werten einer Sollwertanpassung bei einer Stromregelung zur Gewichtung einzelner Werkstückbereiche 56, 58, 60 nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Zugrunde liegen dieselben Korrekturwerte 73 wie bei dem Beispiel in Figur 3. In diesem Fall werden jedoch statt der Spannungssollwerte 71 einer Spannungsregelung die Spannungssollwerte 71 bei einer Stromregelung angepasst. Dabei werden durch die Stromregelung Spannungswerte für die einzelnen Elektroden 32 vorgegeben und so angepasst, dass sich der gewünschte Gesamtstrom ergibt.

Die in Figur 4 dargestellten Spannungssollwerte 71 mit einem Wert xxx V kommen von der Stromregelung. Diese Werte 71 werden mit den Korrekturwerten 73 entsprechend angepasst. Die damit erreichten Teilströme 75 sind beispielhaft aufgelistet und ergeben den vorgegebenen Stromsollwert von 480 A.

Figur 5 zeigt einen typischen Spannungs-/Stromverlauf während der Behandlung in einer Behandlungsanlage 100 wie in Figur 1 dargestellt bei einer ladungsgeregelten Betriebsweise des Verfahrens nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Vorteilhaft kann eine Ladungsmengenregelung dafür sorgen, dass bei jeder Karosse immer die gleiche Ladungsmenge 76 abgeschieden wird. Eine Schwankung der Lacktemperatur beispielsweise kann über einen Ladungsmengenregler automatisch ausgeglichen werden, sodass alle lackierten Fahrzeugkarossen ein günstiges Beschichtungsergebnis aufweisen. Auf diese Weise können der Lackverbrauch und die Beschichtungsqualität optimiert werden.

Ab einem einstellbaren Zeitpunkt 82 der Beschichtung kann die Ladungsmengenregelung günstigerweise aktiviert werden. Hierfür können beispielsweise eine fehlende Ladungsmenge ÄQ, um den gewünschten Ladungssollwert 80 zu erreichen, sowie eine restliche Beschichtungszeit Ät, bis die Karosse anfängt, aus dem Lack auszutauchen, bestimmt werden.

Vorteilhaft kann so die von den Gleichrichtermodulen 12 während der Beschichtung abgegebene Ladungsmenge 76 konstant gehalten werden. Damit kann sichergestellt werden, dass ein günstiges Beschichtungsergebnis für alle Karossen gewährleistet wird.

Durch die Ladungsmengenregelung kann die Lackschichtdicke optimiert und konstant gehalten werden. Damit können bei der Beschichtung Materialkosten eingespart und Qualitätsprobleme aufgrund von mangelhafter Beschichtung vermieden werden.

Gemäß einer günstigen Ausgestaltung des Verfahrens kann der Stromsollwert für die Ladungsmengenregelung als Quotient aus einer fehlenden Ladungsmenge ÄQ und einer verbleibenden Behandlungszeit Ät bestimmt werden.

Aufgetragen sind in Figur 5 die Spannung 70, der sich daraus ergebende Strom 74 sowie die Ladung 76 als Funktion der Zeit 84 während der Behandlung in der Behandlungsanlage 100.

Zunächst werden die Gleichrichtermodule 12 und die damit betriebenen Elektroden 32 spannungsgeregelt betrieben, bis zu einem Zeitpunkt 82, an dem die Ladungsregelung eintritt.

Bei einem Start der Behandlung des Werkstücks 40 wird die Behandlung mittels einer Spannungsregelung durchgeführt, indem die Sollspannung der Gleichrichtermodule 12 über eine einstellbare Spannungsrampe auf einen Spannungssollwert 71 erhöht wird.

Die Behandlung des Werkstücks 40 wird über ein vorgegebenes Zeitintervall mittels einer Spannungsregelung durchgeführt, und danach mittels einer Stromregelung gekoppelt mit einer Ladungsmengenregelung bis zum Erreichen eines vorgegebenen Ladungssollwert 80 durchgeführt.

In der spannungsgeregelten Phase steigt der Strom 74 zuerst steil an, während die Spannung 70 moderat ansteigt. Danach fällt der Strom 74 wieder ab auf einen mittleren Wert, da die isolierende Wirkung des abgeschiedenen Lacks auf dem Werkstück 40 eintritt.

Ab dem Zeitpunkt 82, an dem auf die Ladungsregelung umgeschaltet wird, werden die Gleichrichtermodule 12 stromgeregelt betrieben entsprechend der bestimmten, noch fehlenden Ladungsmenge ÄQ zu dem Ladungssollwert 80, welcher in der noch zur Verfügung stehenden Zeit Ät erreicht werden soll. Die Ladung 76 steigt deshalb auf diesem Abschnitt linear an bis zu dem Ladungssollwert 80.

Die Behandlung des Werkstücks 40 wird mittels einer Ladungsmengenregelung durchgeführt, indem der Strom durch den Stromschienenabschnitt 22, 24, 26 so geregelt wird, dass ein vorgegebener Ladungssollwert 80 erreicht wird.

Der Stromsollwert für die Ladungsmengenregelung wird als Quotient aus einer fehlenden Ladungsmenge und einer verbleibenden Behandlungszeit bestimmt.

Der Ladungssollwert 80 bei der Ladungsmengenregelung kann vorteilhaft mittels einer adaptiven Regelung angepasst werden. Die Regelung kann beispielsweise abhängig von Behandlungsparametern erfolgen. Insbesondere kann die Regelung abhängig von wenigstens einem der folgenden Parameter: Lackparameter, insbesondere ein Lösemittelgehalt, pH-Wert, elektrische Leitfähigkeit sowie die elektrische Leitfähigkeit der Elektrolytflüssigkeit, insbesondere der Anolytflüssigkeit des Behandlungsprozesses erfolgen.

Der Ladungssollwert 80 bei der Ladungsmengenregelung kann beispielsweise auch in Abhängigkeit einer gemessenen, aus dem Lack auf dem Werkstück 40 abgeschiedenen Dicke einer Beschichtung, insbesondere einer Beschichtung umfassend Lackpartikel, angepasst werden.

Vorteilhaft sind die Stromversorgungseinheiten 10 der Behandlungsanlage 100 mit einem Computer verbunden, welcher ein Computerprogrammprodukt ausführt zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben der Behandlungsanlage 100 für elektrophoretische, beispielsweise kathodische Tauchlackierung eines metallischen Werkstücks 40, insbesondere einer Fahrzeugkarosserie in einem mit einem Lack gefüllten Tauchbecken 30, bei dem das Werkstück 40 in einer Förderrichtung 42 entlang einer Stromschiene 21 und von Gleichrichtermodulen 12 versorgten Elektroden 32 bewegt wird, umfassend wenigstens ein computerlesbares Speichermedium mit darauf gespeicherten Programmcodeanweisungen, wobei die von einer Datenverarbeitungsanlage ausführbaren Programmcodeanweisungen bewirken, dass bei Aufenthalt des Werkstücks 40 im Wirkungsbereich wenigstens eines Stromschienenabschnitts 22, 24, 26 der Stromschiene 21 zumindest zeitweise dem Werkstück 40 von dem wenigstens einen Stromschienenabschnitt 22, 24, 26 ein elektrischer Strom zugeführt wird.

Weiter können die Programmcodeanweisungen vorteilhaft bewirken, dass die Behandlung des Werkstücks 40 zumindest zeitweise mittels einer Stromregelung durchgeführt wird, indem ein Stromsollwert für einen Stromschienenabschnitt 22, 24, 26 der Stromschiene 21 vorgegeben wird, wobei ein gleicher durchschnittlicher Spannungssollwert 71 für die Gleichrichtermodule 12 vorgegeben wird und die Spannung so geregelt wird, dass der vorgegebene Stromsollwert erreicht wird; und/oder dass die Behandlung des Werkstücks 40 mittels einer Ladungsmengenregelung durchgeführt wird, indem der Strom durch den Stromschienenabschnitt 22, 24, 26 geregelt wird, um einen vorgegebenen Ladungssollwert 80 zu erreichen; und/oder dass die Behandlung des Werkstücks 40 überein erstes Zeitintervall mittels einer Spannungsregelung durchgeführt wird, und in einem zweiten Zeitintervall mittels einer Stromregelung gekoppelt mit einer Ladungsmengenregelung bis zum Erreichen eines vorgegebenen Ladungssollwerts 80 durchgeführt wird; und/oder dass zur gezielten Behandlung einzelner Bereiche 56, 58, 60 des Werkstücks 40 Spannungssollwerte 71 der Gleichrichtermodule 12, welche die Elektroden 32 in diesen Bereichen 56, 58, 60 versorgen, angepasst werden. Bezugszeichen

10 Stromversorgungseinheit

12 Gleichrichtermodul

14 positiver Pol

16 negativer Pol

18 Strommesseinheit

20 Anschlussleitung

21 Stromschiene

22 Stromschienenabschnitt

24 Stromschienenabschnitt

26 Stromschienenabschnitt

28 Koppelthyristor

30 Tauchbecken

32 Elektrode

34 Transporteinheit

36 T räger

40 Werkstück

42 Förderrichtung

44 Länge Werkstück

46 Länge Stromschiene

50 Nachlauf

52 Vorlauf

54 Karosseriebereich

56 Bereich 1

58 Bereich 2

60 Bereich 3

70 Spannung

71 Spannungssollwert

72 angepasster Spannungssollwert

73 Korrekturwert

74 Strom

75 Teilstrom

76 Ladung

80 Ladungssollwert

82 Start Ladungsmengenregelung

84 Zeit

100 Behandlungsanlage