一种基于数字总线的智能自动喷涂单元及其使用方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种自动喷涂单元及其使用方法，具体是一种适用于数字总线工厂喷涂工序的基于数字总线的智能自动喷涂单元及其使用方法，属于涂装设备技术装备领域。
【背景技术】
[0002]随着社会发展和人民生活水平的提高，市场对工业用品及生活制品的表面处理提出了越来越高的要求，喷涂一直作为制品表面处理的一种主要方法和手段，即是将涂料分散成雾状喷涂于被涂物表面，涂料形成黏附牢固、具有一定强度连续的固态薄膜，可阻止外界环境对制品表面的破坏、延长使用寿命，同时可以得到绚丽多彩的外观、美化环境，甚至可以根据不同的涂料提供如防霉、杀菌、耐高温、保温、绝缘、导电、防滑、防噪音等特殊功能，因此喷涂是产品的表面制造工艺中的一个重要环节。
[0003]喷涂质量是产品全面质量的重要方面之一，现有技术中纯手工操作已不多见，大型制造业多采用自动喷涂，自动喷涂是利用电器或机械原理(机械手或机器人)自动控制进行的一种喷涂方法，自动喷涂多采用工业控制计算机PLC程式控制和监控，自动喷涂生产线一般设置在密闭空间内，包括输送单元、除尘单元、喷涂单元、排气单元和烘烤单元，除尘单元、喷涂单元和烘烤单元隔段设置，各隔段内设有排气单元，输送机构贯穿整个自动喷涂生产线，工件或制品经除尘单元除尘后通过输送机构进入喷涂单元的喷涂室或喷涂房内喷涂，喷涂后进入烘烤单元烘干，再经输送机构成品输出，弥漫在各隔段内的包含有灰尘、雾状涂料废气的工业废气经排气单元排出。
[0004]现有的喷涂单元存在以下缺陷:
[0005]1.喷涂单元在喷涂过程中喷出的雾状涂料不能全部喷涂在工件或制品的表面，弥漫在喷涂室或喷涂房内的雾状涂料会黏附在墙壁、设备上，单纯通过设置在喷涂室或喷涂房内的排气单元进行涂料废气回收排出工作的涂料废气回收率不高，这些黏附在墙壁、设备上的涂料无法回收利用，浪费较严重，且清理较困难；
[0006]2.由于单纯通过设置在喷涂室或喷涂房内的排气单元进行废气回收排出工作，因此喷涂室或喷涂房内空气污染严重，若设备出现故障或其他情况需人员进入时，需经排气单元排放一定时间后人员方可进入，造成时间的浪费、效率的降低；
[0007]3.喷涂单元多采用工业控制计算机进行程序控制，喷涂路径和喷涂速度等数据均需依赖于程序的设定，无法实现智能化喷涂，因此每种工件或制品在喷涂前必须编制喷涂程序方能进行喷涂，操作较繁复，自动化程度不高。
【发明内容】
[0008]针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种基于数字总线的智能自动喷涂单元及其使用方法，能够实现降低喷涂室或喷涂房内空气污染程度，提高涂料废气的回收率，且能够实现智能化喷涂，自动化程度较高，适用于数字总线工厂喷涂工序。
[0009]为了实现上述目的，本基于数字总线的智能自动喷涂单元包括机械臂、喷涂装置、控制阀组、电控装置和输送机构；
[0010]所述的机械臂固定安装在地面上，设置在输送机构附近，包括至少一个X坐标驱动机构或Y坐标驱动机构或Z坐标驱动机构；
[0011]所述的喷涂装置包括本体和喷头；本体后端与机械臂的末节连接，前端与喷头后端连接，本体内部至少设有两个内通道，本体外部设有数量与内通道相同、并分别与内通道连通的外通道，本体上还设有面向喷头方向的模式识别传感器、位置传感器和距离传感器；喷头内对应内通道的位置设有与内通道连通的喷孔；
[0012]所述的控制阀组包括正压控制电磁阀、涂料控制电磁阀和负压控制电磁阀，正压控制电磁阀、涂料控制电磁阀和负压控制电磁阀的输出端分别通过管路与内通道、外通道连接，正压控制电磁阀的输入端与正压源连接，涂料控制电磁阀的输入端与涂料供给机构连接，负压控制电磁阀的输入端与负压源连结，负压源与回收机构连接；
[0013]所述的电控装置包括工业控制计算机、电源回路、喷头位置控制回路、模式识别回路、分析规划喷涂参数回路、喷涂控制回路、气路控制回路等，工业控制计算机分别与本体上的模式识别传感器、位置传感器和距离传感器电连接，工业控制计算机分别与控制阀组的正压控制电磁阀、涂料控制电磁阀和负压控制电磁阀电连接，工业控制计算机分别与机械臂的X坐标驱动机构或Y坐标驱动机构或Z坐标驱动机构电连接。
[0014]作为本发明的进一步改进方案，所述的机械臂包括X坐标驱动机构、Y坐标驱动机构和Z坐标驱动机构。
[0015]作为本发明的进一步改进方案，所述的喷涂装置还包括旋转控制机构总成，所述的本体后端通过旋转控制机构总成与机械臂的末节连接，旋转控制机构总成至少包括一个A坐标旋转控制或B坐标旋转控制或C坐标旋转控制。
[0016]作为本发明的进一步改进方案，所述的控制阀组的正压控制电磁阀、涂料控制电磁阀和负压控制电磁阀与内通道和外通道连接的管路上均设有压力传感器；所述的控制阀组还包括清洗剂控制电磁阀，清洗剂控制电磁阀的输出端分别通过管路与内通道和外通道连接，清洗剂控制电磁阀的输入端与清洗剂供给机构连接；所述的电控装置还包括喷头堵塞检测回路和喷头清洗回路，工业控制计算机分别与管路上的压力传感器和控制阀组的清洗剂控制电磁阀电连接。
[0017]作为本发明的进一步改进方案，本基于数字总线的智能自动喷涂单元还包括喷头定位架，需更换的喷头架设在喷头定位架上，喷头定位架固定设置在机械臂附近；所述的本体前端通过快速连接机构与喷头后端连接；所述的电控装置还包括喷头更换回路，工业控制计算机与快速连接机构电连接。
[0018]作为本发明的进一步改进方案，所述的输送机构上还设有坐标控制位置变换机构，所述的电控装置还包括工件位置变换回路，工业控制计算机与坐标控制位置变换机构电连接。
[0019]作为本发明的进一步改进方案，所述的内通道在本体的横截面上呈同心圆结构的环形分布。
[0020]作为本发明的进一步改进方案，所述的外通道倾斜向喷头方向设置。
[0021]作为本发明的进一步改进方案，所述的喷头前端设置成内凹结构。
[0022]一种基于数字总线的智能自动喷涂单元使用方法，其特征在于，具体步骤如下:
[0023]a.当输送机构的输送带或可旋转的定位输送挂钩载着待喷涂的工件或制品按照既定程序停靠在机械臂附近的设定停放工位后，本基于数字总线的智能自动喷涂单元的电源回路启动开始工作；
[0024]b.工业控制计算机发出指令使喷头位置控制回路和模式识别回路开始工作，工业控制计算机控制机械臂按照预定程序及计算坐标自喷头位于面向输送机构的零位置停滞状态的零位置移动动作，本体上的模式识别传感器对待喷涂工件或制品进行识别，反馈工件或制品的形状、尺寸、位置等信息给工业控制计算机；
[0025]c.分析规划喷涂参数回路工作，工业控制计算机首先通过模式识别传感器反馈的信息进行三维建模，若待喷涂工件或制品的三维建模数据信息是三维建模数据库中已存在的数据信息时，工业控制计算机可直接调用三维建模数据库中该工件或制品的喷涂路径起点、终点相对零位置的相对坐标值及喷孔至工件或制品表面的距离、喷涂角度等相对坐标值和对应内通道、外通道需要打开的控制阀组的各个具体阀杆及阀杆打开大小等参数；若待喷涂的工件或制品的三维建模数据在三维建模数据库中没有，工业控制计算机根据待喷涂的工件或制品的三维建模数据信息在三维建模数据库中寻找类似结构的既有工件或制品的三维建模数据信息，通过软件进行排列组合自动生成该工件或制品的最优喷涂路径起点、终点相对零位置的相对坐标值及喷孔至工件或制品表面的最佳距离、最佳喷涂角度等相对坐标值和对应内通道、外通道需要打开的控制阀组的各个具体阀杆及阀杆打开最佳大小等参数信息，存储相关信息并通过数字总线传递给中心机房，通过中心机房可以对此最优喷涂路径及喷孔控制数据信息进行修正；
[0026]d.喷涂控制回路和气路控制回路开始工作，工业控制计算机控制机械臂动作使喷头位于程序设定的起点坐标位置，工业控制计算机根据喷涂程序设