专利名称：喷枪控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及自动控制领域，尤其涉及喷枪控制装置。
技术背景在对各种产品，如手机零配件等等进行喷涂的过程当中，需要对喷枪 的位置、角度以及各种喷涂参数进行调整。目前很多喷涂装置采用手动调 整的方法进行处理，调整的效率不高，精度较差。因此，目前需要一种高效高精度的喷枪控制装置。实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种高效高精度的喷枪控制装置。 为了实现上述目的，本实用新型提出了一种喷枪控制装置，该装置包括接收对喷枪工作数据的设置的输入设备；与所述输入设备电连接、根 据所述喷枪工作数据发出指令信号的可编程控制器设备；与所述可编程控 制器设备电连接、根据所述指令信号控制喷枪工作的执行设备。采用本实用新型提出的喷枪控制装置，可以实现对喷枪工作数据的实 时修改，提高控制效率和精度。本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面 的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
本发明上述的和/或附加的方面和优点从
以下结合附图对实施例的描 述中将变得明显和容易理解，其中图l为本实用新型一个实施例的喷枪控制装置的结构示意图； 图2为本实用新型另 一个实施例的喷枪控制装置的结构示意图；图3为本实用新型一个实施例的PLC接线原理图；图4为本实用新型一个实施例的步进驱动设备接线图；图5为本实用新型一个实施例的比例阀设备接线图；图6为本实用新型一个实施例的系统总接线图；图7为本实用新型一个实施例的主PLC与从PLC通讯接线原理图；图8为本实用新型一个实施例的电源模块接线图。
具体实施方式
下面将详细描述本实用新型的具体实施方式
，所述实施例的示例在附图中 示出，其中，相同或类似的标号表示相同或类似的元件。下面通过参考附图， 描述本实用新型，这仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限 制。本实用新型的一个实施例提出了一种喷枪控制装置100,如图l所示， 在该实施例中，喷枪控制装置100包括输入设备101、可编程控制器(PLC) 设备102和执行设备103 。在本实用新型的描述中，可编程控制器或称PLC 。 输入设备101接收对喷枪工作数据的设置。可编程控制器设备102与所述 输入设备101电连接，对其进行编程设置后，可以根据设置的喷枪工作数 据，对执行设备103发出指令信号。执行设备103与可编程控制器设备102 电连接，根据接收到的指令信号控制喷枪的工作。采用上述的喷枪控制装置，既可以在喷枪开始工作之前预先设置喷枪 的工作数据，也可以在喷枪喷涂工作过程中对喷枪的工作数据进行在线修 改，实现了对喷枪的实时控制。并且本实施例使用PLC对喷枪进行控制， 比现有的手动控制提高了控制效率和精确度。在上述实施例中，喷枪的工作数据可以包括位置数据和喷涂参数。如 果喷枪为喷涂线上的喷枪，则位置数据可以包括喷枪在上下、前后、以及 旋转角度等其中一个或多个方向上的位置数据。喷涂参数可以包括喷枪的 喷幅量、雾化量和油压量其中 一 个或多个模拟量的数据。如图2所示为本实用新型另一个实施例的喷枪控制装置200的结构示 意图。其中，输入设备201、可编程控制器设备202以及执行设备203分5别与喷枪控制装置100中的输入设备101、可编程控制器设备102以及执 行设备103功能相似。在该实施例中，输入设备201包括位置数据输入设备2011和喷涂参数 输入设备2012,其中位置数据输入设备2011接收对喷枪位置数据的设置，施例可以在喷涂的各个过程对喷枪的位置数据和喷涂参数进行设置。在该实施例中，喷枪控制装置还包括显示设备205，其与可编程控制 器设备202电连接，显示喷枪的工作状态。喷枪的工作状态可以包括，例 如，喷枪的位置，喷涂参数，当前日期等等。采用显示设备205，使系统 具有了可视化功能，可以让操作者及时得知喷枪当前的工作状态，从而更 方便操作，增强了人机更友好的交互。作为本实用新型的一个实施例，可以将输入设备和显示设备集成到一 个人机界面设备如触摸屏上，例如，可以采用E-VIEW系列MT508触摸屏。 触摸屏与PLC通过RS485通讯连接，可以在触摸屏上进行操作发出指令控 制喷枪的运行，同时也可以对喷4&的位置和喷幅、雾化、油压等状态进行 在线修改和监控，操作安全、方便、可靠。以喷涂线上的喷枪控制装置为例，喷枪的动作方向包括前后，在本 实施例中以Y轴表示；上下，在本实施例中以Z轴表示；旋转，在本实施 例中以R轴表示。在该实施例中，喷枪控制装置包括位置检测设备204，其检测喷枪位 置状态并将喷枪位置状态输入可编程控制器设备202。作为本实用新型的 一个实施例，位置检测设备204可以是光电传感器，光电传感器可以检测 到喷枪在每个轴的位置，并将该位置数据转变为电信号输入PLC。当然， 位置检测设备204也可以是其他可以检测喷枪的位置并将该位置转换为电 信号的装置。在上述实施例中，可编程控制器设备可以包括以下设备 回原点设备2021，在喷涂过程开始之前，其接收位置检测设备所检测 到的喷枪位置状态，如果喷枪没有位于原点，则判断需要进行回原点操作， 向步进设备发送回原点指令。这样，喷枪可以不受上次操作结束后的位置的影响，在本次喷涂开始之前，恢复到原点位置。采用PLC进行控制代替 手动控制，减少了手动控制的随意性，避免因人为因素疏漏了回原点操作；限位保护设备2022，其接收位置检测设备204发送的喷枪位置状态， 如果喷枪在某个方向，例如，Y轴、Z轴或R轴，的位置到达运行极限位 置，则向所述步进设备发送限位保护指令，例如，可以发出停止指令以停 止该轴方向的运动。采用该限位保护设备2022，可以防止喷枪移动到安全 的可操作位置之外，导致设备故障；数据存储设备2023，其存储所述喷枪的工作数据，工作数据包括例如 喷枪的运行位置数据，喷枪的喷涂参数等等；读取设备2024，其读取所述数据存储设备中的喷枪工作数据。采用数 据存储设备2023和读取设备2024可以将设置好的喷枪的工作数据进行存 储，在下一次操作时直接调用，避免了每次喷涂开始之前都需要设置工作 数据的重复性工作，提高了工作效率。根据喷涂操作的需要，以及数据存 储设备的存储容量，可以设置多套工作数据，以供喷涂操作开始时进行选 择；以及密码保护设备2025,其在对喷枪的工作数据进行设置或修改时为输入 设备201提供密码保护，只有密码正确时才允许设置或修改，否则不能修 改。另外，在需要进行手动调整的时候，也需要在输入设备201上先进行 确认操作才能进行调整。这样可以避免操作者不小心造成误动作。上述设备2021 2025用于实现可编程控制器202的扩展功能，不是可 编程控制器202中必需的设备，可以根据需要将其中一种或几种添加到可 编程控制器设备202中。如图3所示为PLC的接线原理图。本实施例采用三菱FX1N-24MT作 为PLC设备为示例进行说明。如图所示，R2和N两端接交流220V供电电 源，PLC的输入端XI和X2分别接喷枪Y轴原点和运行极限位置的控制信 号，X3和X4分别接Z轴喷枪原点和运行极限位置的控制信号，X5接R 轴的回原点信号。YO和Yl为PLC向外围设备，例如步进驱动设备发出信 号的通道，例如可以设定YO或Yl发出脉冲信号，Y2或Y3发出方向信号。 作为本实用新型的一个实施例，在本喷枪控制装置中，Y轴和旋转轴R轴7共用一个轴。Y5为控制Y轴和R轴切换的输出单元，在输入设备中也有Y 轴和R轴切换的按钮，在默认没有动作的情况下为Y轴动作。在进行手动 调试时，在输入设备上选择三个不同的轴方向的按钮，各个轴就会有相应 的动作，其中Y0是负责Y轴和R轴发出脉冲的共用通道，相应的共用方 向输出通道是Y2， Yl是Z轴发出脉冲的通道，相应的方向通道是Y3。需 要注意的是，在进行回原点操作时，是Y轴先动作，当回到原点位置后， 位置检测单元发出信号给PLC,然后PLC发出指令给步进执行单元控制R 轴再进行回原点动作。Y6是控制喷枪开关动作的输出点，Y4作为备用输 出点。当然，上述PLC每个管脚的接线方式仅是本实用新型的一个示例，在 实际应用中，可以对管脚的分配做各种变换和替代，这些变换和替代也在 本实用新型的保护范围之内。在上述实施例中，执行设备203包括步进设备2031和比例阀i殳备2032。 其中，步进设备2031与可编程控制器设备202电连接，根据其发出的指令 信号控制喷枪的位置。步进设备2031可以包括步进驱动设备和步进执行设 备。其中，步进驱动设备与可编程控制器设备202电连接，接收其发出的 指令信号并向步进执行设备发送位置信号。如图4所示为本实用新型一个实施例的步进驱动设备接线图。如图4 所示，本实施例采用雷塞M325步进电机驱动控制器。YO接PLC脉冲信号， Y2接步进电机运行的方向信号，通过控制YO可以利用PLC对电机发出脉 冲信号，从而让电机按照一定的速度运行，通过控制Y2的置位与复位， 可以实现电机运行方向的改变，对YO和Y2同时控制，就可以让电才几按照 指定的方向和速度运行。步进执行设备与步进驱动设备电连接，根据其发送的位置信号控制喷 枪的位置。作为本实用新型的一个实施例，步进执行设备采用雷塞MD556 步进电机。比例阀设备2032与可编程控制器设备202电连接，根据其发出的指令 信号控制喷涂参数，如喷枪的喷幅、雾化、油压等模拟量数据。在本实用 新型的描述中比例阀设备或称电^兹阀设备。述的喷枪控制装置的结构，对该实施例的喷枪控制 装置的工作过程描述如下上述喷枪控制装置通过位置检测设备检测喷枪三个轴是否处于初始的 原点位置，其实现过程通过光电传感器检测到各个轴运行的位置，同时把检测结果信号输送到PLC, PLC判断当前喷枪的各个轴是否处于原点状态。 如果三个轴均处于原点位置，可以通过操作人机界面即触摸屏输入需要喷 枪运行的位置数据以及喷枪的喷幅、雾化、油量等模拟量数据，这些被写 入的数据会存储在PLC中。当对人机界面进行喷枪动作操作时，步进设备 和比例阀设备将会按照人机界面上已经修改好的数据进行动作，直到达到 所设定的位置。另外，在人机界面上，可以监控到喷枪各个轴的当前位置， 这样可以更方便的对喷枪的位置进行调整。更为方便的是，不管喷枪处于 什么位置，在人机界面上对喷枪位置数据进行修改后，可以直接运行使喷 枪处于修改后数据所对应的位置，实现了系统的实时操作，便于监控和修 改。对于不同的产品，可以通过人机界面设置不同的喷枪工作数据配方， 并将其保存在PLC中，在下次需要时可以把这些工作数据配方调出，即可 按照已设置的工作数据控制喷枪的运行，实现了记忆功能。根据喷涂工艺 的需要，可以保存几套到几百套数据配方。对于每套以前已设置好的工作 数据配方，在操作时可以进行即时调整，并保存到当前配方中。作为本实用新型的一个实施例，在PLC中可以设置安全保护功能，当 需要修改数据配方时，需要在人机界面输入密码，当输入密码正确时才允 许修改，否则不能修改。作为本实用新型的另一个实施例，在通过人机界 面对数据配方进行调整时，增加确认步骤，需要先在人机界面按下允许调 整键才能进行操作。这样，有利于配方数据的保护，避免操作者不小心造 成误动作。作为本实用新型的一个实施例，人机界面上可以显示如下内容RS485 通行状态是否正常；每把喷枪是否处于原点；当调用数据配方时是否调用 完成；喷枪运行是否到位；当前日期和时间等等。在人机界面上显示上述 信息，可以让操作者更正确的操作，增强了人机更友好的交互。作为本实用新型的 一个实施例，可编程控制器设备可以包括一 个主可 编程控制器和至少一个从可编程控制器，主可编程控制器和从可编程控制 器通过令牌总线协议连接。输入设备与主可编程控制器电连接。主可编程 控制器和从可编程控制器每个分别与一个步进设备电连接。这样，就可以 通过一个输入设备同时控制多个喷枪，提高工作效率。下面，以控制4把喷枪为例，说明上述具有多个可编程控制器的喷枪 控制装置实施例的结构。在本实施例中，可编程控制器设备包括1个主PLC 和3个从PLC。需要注意的是，4把喷枪仅是本实用新型的一个示例，在 实际应用中，可以根据喷涂工艺的需求设置喷枪的数目，不受本实施例的 数目的限制。在本实施例中，主PLC的接线与功能与上述实施例中PLC的 接线与功能相同。如图5所示为本实用新型一个实施例的比例阀设备的接线图。本实施 例中，可以采用例如FX2N-4DA模块。如图所示，本实施例由三个 FX2N-4DA模块与主PLC通讯，对系统的模拟量进行控制。其中YV1， YV2 和YV3控制第一4巴喷^r的喷幅、雾化、油量三个^^拟量；YV4， YV5和 YV6控制第二把喷枪的喷幅、雾化、油量三个模拟量；YV7, YV8和YV9 控制第三把喷枪的喷幅、雾化、油量三个模拟量；YV10, YV11和YV12 控制第四把喷枪的喷幅、雾化、油量三个模拟量。如图6所示为系统总接线图。如图所示，主PLC与三个FX2N-4DA模 块相连接，其它三个从PLC与主PLC通过N: N网络相连接。3个从PLC 也采用FX1N-24MT信号PLC。主PLC与三个从PLC分别控制4把喷枪的 Y轴、Z轴和R轴方向的运动。如图7所示为主PLC与从PLC通讯接线原理图。在本实施例中，主 PLC与3个从PLC采用4个RS485-BD通信板以令牌总线协议的方式连接 而成。如图6所示，分别将4个FX1N-24MT型号的PLC编程口上面的盖 板取下，把4个RS485-BD通信板分别插入座内。并且，每个RS485-BD 通信板的A读取端(RDA)与A发送端(SDA)短接，B读取端(RDB ) 与B发送端(SDB )短接，每块RS485-BD通信板的RDA端与RDA端相 连，RDB端与RDB端相连，信号用接地端(SG)与SG端相连。接线时采用屏蔽双绞线，并在主站(1)与从站(4)的RDA端与RDB端之间接 上终端电阻，阻值100欧。因此，在上述主、从PLC组成的N:N网络中， 主从站的各个PLC之间通讯不用经过编程，经过简单的设置就可以实现各 个PLC之间元件状态或是数值的共享。并且，通过上述PLC连接，主控制 装置能够监控各个步进驱动设备的执行状态。如图8所示为本实用新型一个实施例的电源模块接线图。电源模块主 要包括漏电断路器NFB、电源启动/停止按钮SWO、 l号电源模块、2号 电源模块、3号电源模块。交流220V电源经过漏电断路器NFB后，给主 PLC供电，交流220V电源经过1号电源模块变为直流DC24V给1号和2 号喷枪的步进驱动器供电；交流220电源经过2号电源模块变为直流DC24V 给3号和4号喷枪的步进驱动器供电；交流220电源经过3号电源模块变 为直流DC24V给人机界面触摸屏供电。自动装配装置220V电源引自Ll， N端子。本实用新型所提出的喷枪控制装置的实施例，具有较低成本，实用性 好，操作简单，界面直观，维修方便，通讯性能好，控制精确等有益效果。需要注意的是，本实用新型的实施例中采用的各种设备的品牌、系列 和型号仅是本实用新型的一个示例，在实施过程中，可以采用能够完成相 似功能的任何品牌、系列和型号的设备。尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术 人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这 些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权 利要求及其等同限定。
权利要求1、一种喷枪控制装置，其特征在于，包括接收对喷枪工作数据的设置的输入设备；与所述输入设备电连接、根据所述喷枪工作数据发出指令信号的可编程控制器设备；以及与所述可编程控制器设备电连接、根据所述指令信号控制喷枪工作的执行设备。
2、 根据权利要求1所述的喷枪控制装置，其特征在于，所述输入设备包括接收对喷枪位置数据的设置的位置数据输入设备， 所述执行设备包括与所述可编程控制器设备电连接、根据所述指令信 号控制喷枪位置的步进设备。
3、 根据权利要求2所述的喷枪控制装置，其特征在于，所述步进设备 包括与所述可编程控制器设备电连接、接收所述指令信号并发送位置信号 的步进驱动设备；与所述步进驱动设备电连接、根据所述位置信号控制喷枪位置的步进 执行设备。
4、 根据权利要求1所述的喷枪控制装置，其特征在于，所述输入设备包括接收对喷枪喷涂参数的设置的喷涂参数输入设备， 所述执行设备包括与所述可编程控制器设备电连接、根据所述指令信 号控制喷涂参数的比例阀设备。
5、 根据权利要求1所述的喷枪控制装置，其特征在于，所述喷枪控制 装置还包括检测喷枪位置状态并将所述喷枪位置状态输入所述可编程控制 器设备的位置检测设备。
6、 根据权利要求5所述的喷枪控制装置，其特征在于，所述可编程控 制器设备包括根据所述喷枪位置状态向所述步进设备发送回原点指令的回 原点设备。
7、 根据权利要求5所述的喷枪控制装置，其特征在于，所述可编程控制器设备包括根据所述喷枪位置状态向所述步进设备发送限位保护指令的 限位保护设备。
8、 根据权利要求1所述的喷枪控制装置，其特征在于，所述喷枪控制 装置还包括与所述可编程控制器设备电连接、显示喷枪工作状态的显示设备。
9、 根据权利要求1所述的喷枪控制装置，其特征在于，所述可编程控 制器设备包括存储所述喷枪工作数据的数据存储设备；读取所述数据存储设备中的喷枪工作数据的读取设备。
10、 根据权利要求1所述的喷枪控制装置，其特征在于，所述可编程 控制器设备包括一个主可编程控制器和至少一个从可编程控制器，所述主 可编程控制器和从可编程控制器通过令牌总线协议连接，所述主可编程控 制器和所述从可编程控制器每个分别与一个所述步进设备电连接。
11、 根据权利要求1所述的喷枪控制装置，其特征在于，所述可编程 控制器设备包括对喷枪工作数据进行设置时进行密码保护的密码保护设 备。
专利摘要本实用新型提出了一种喷枪控制装置，该装置包括接收对喷枪工作数据的设置的输入设备；与所述输入设备电连接、根据所述喷枪工作数据发出指令信号的可编程控制器设备；与所述可编程控制器设备电连接、根据所述指令信号控制喷枪工作的执行设备。采用本实用新型所述的喷枪控制装置，可以实现对喷枪的高效精确控制。
文档编号B05B13/02GK201361600SQ200820233620
公开日2009年12月16日 申请日期2008年12月22日 优先权日2008年12月22日
发明者周云坛, 孙恒明, 董志军, 颜任奇 申请人:比亚迪股份有限公司