一种自动静电喷涂控制系统及自动喷涂方法与流程

本发明涉及自动静电粉末涂料和静电液体涂料喷涂技术领域，具体涉及一种自动静电喷涂控制系统及自动喷涂方法。

背景技术：

静电喷涂技术是有法国的赛姆斯公司于1962年发明的，随后我国也引进了这项技术，其突出优点有：涂料利用率高、环境飞散少环保、器件表面的喷涂层均匀、喷涂涂料不容易掉漏、涂料更改颜色方便等。运用这种静电技术成本低，效率高，稳定可靠又安全，使得这项技术应用的也越来越广泛。在静电喷涂前，工件需要做一些前处理工序，包括抛丸喷砂、除锈、无麟磷化和无铬钝化等工序，增强产品的防氧化性能和附着力。

在很多工业生产领域中，产品的最后一道表面涂装是其中一项必须进行的工序，无论是在电器、家具、汽车、轮船还是在航天等各种领域都是必不可少的。目前，世界上的大公司都已经充分实现了喷涂的全自动化，喷涂机器人起了关键性的作用，但是相对于一些较小的公司，由于成本过高，完全采用机器人喷涂是不可能的。国内的不少企业则采用了较为简单的喷涂设备，然而这些系统往往不具针对性，无法满足特定的生产需求。更多的情况是，采用工人手工的喷涂方式，因为喷涂室粉尘多、涂料中的voc充满车间的各个空间，对人体影响特别大，并且手动喷涂影响喷涂生产的自动化程度，涂层的质量也无法保证，经济效益也相对低下。

人们之所以采用自动喷涂方法，主要目的是为了提高生产效率和产品质量，可进行大批量流水作业，可让人工从繁重的体力劳动中解放出来，使产品的稳定性大大提高、不良率大大减低，从而提高经济效益。现有的传统自动静电喷涂往往有这么几种方式：一、悬挂链式生产流水线中根据产品不同一般采取上下往复机对工位喷涂的方式，这种自动静电喷涂方式当然能很大程度提高生产力，但也存在不足，在一些角角落落难于喷到的地方往往还需要人工补喷；如果要弥补这些不足好多企业往往采用固定静电自动喷枪的方式，让上中下若干把喷枪上下呈直线固定，根据产品形状大小不同喷枪调成不同的角度，可作无人涂装作业，无需人工补涂，尤其现在很多企业往往采用打死角时上粉率高的摩擦静电自动喷枪，唯一存在的不足是一般需要3道喷涂，所以喷涂设备一次性投入较高，当然较大的企业可能会从投入和产出的效益来作比较，往往先期的成本投入就会变得忽略不计了。还有disk自动静电喷涂流水作业，悬挂链式生产流水线中产品也具自转功能，但往往是适合较小的圆管或方管类产品。二、平面输送式流水线涂装作业，往往也采用在喷房前根据产品形状大小不同固定喷枪的方式进行喷涂。虽也做了喷房前的产品自转等方式，但当遇到上平面或圆弧面积较大的圆柱形或箱式方形产品时，往往会由于传统喷涂设备设置的局限性，导致上平面或侧面的喷涂不充分、效果会非常差、或者是增加喷枪数量设备投入太大，无论是悬挂式还是平面式都基本如此，正对这样的实际情况，解决上述各种问题，提高实际生产效益，我们公司作了相应的努力，发明了一种切实有效的平移式跟随运动自动静电喷涂的原理和方法。

技术实现要素：

为解决现有技术存在的问题，本发明提供一种自动静电喷涂控制系统及自动喷涂方法，能够替代人工喷涂或原始老旧的传统喷涂控制系统，改变现有传统的喷涂效率低下、喷涂不充分、质量不稳定、浪费涂料或者是成本投入太大等许多问题，提升喷涂的自动化水平，保障工人的身体健康，改善喷涂质量和提高经济效益。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种自动静电喷涂控制系统，包括系统总控制器、运动控制单元、喷枪控制单元和自动喷涂监控单元，所述运动控制单元、喷枪控制单元和自动喷涂监控单元分别与系统总控制器连接，所述运动控制单元用于完成对产品的运输，产品自转，顶部喷枪的跟踪喷涂与侧面喷枪的上下运动喷涂及平移式跟随运动；所述喷枪控制单元用于控制b支顶部喷枪和c支侧面喷枪喷涂过程中的气压高低、喷枪静电大小和各种控制阀的开关；所述自动喷涂监控单元用于对喷涂过程进行实时监控，具有参数设置、数据统计、状态显示和报警等功能，所述总控制器用于和运动控制单元、喷枪控制单元和自动喷涂监控单元的数据进行交换，从而发出相应的指令。必须做到两个匹配，特别是平移跟随速度和喷枪复位速度以及侧面喷枪上下往复运动速度必须与产品输送速度和自转速度相匹配；在确定b和c的喷枪数量情况下和保证产品质量的同时必须与生产产量相匹配。

所述运动控制单元包括增量型旋转编码器、红外激光发射器、红外信号检测器，所述旋转编码器用来测量产品运输线的运动速度，所述红外激光发射器用来发射红外激光形成光幕，所述红外信号检测器用来检测光幕的遮挡量，光幕的遮挡量信息可以反映产品的有无、直径和高度。

所述喷枪控制单元具有大量的i/o点数，分别在b支顶部喷枪和c支侧面喷枪周围设立分布式i/o模块来进行集中管理。

所述运动控制单元和喷枪控制单元通过profibus-dp现场总线与系统总控制器连接。

所述喷枪为粉体或液体自动静电喷枪。

一种自动喷涂的方法，包括以下步骤：

（1）系统开始运行，开始检测喷枪的位置信息，如果喷枪位于初始位置，则进行下一步控制操作，如果喷枪偏移初始位置，则需要对喷枪位置进行调整以使其回到初始位置，这个过程即复位；

（2）利用各传感器检测产品运输线的运动速度，产品的位置信息、直径信息、高度信息，以及产品的自转信息等，检测到产品的各种信息后，喷枪进入预备阶段，延时一定的时间后开始喷涂；

（3）喷涂阶段为a支喷枪同时对上表面和侧面进行喷涂，在水平方向上b支顶部喷枪跟随产品做同步运动，垂直方向上的c支侧面喷枪也跟随产品做同步运动，同时先从上到下，再从下到上的做往复喷涂运动；

（4）一个产品喷涂完成后，系统对在水平方向上的b支顶部喷枪和侧面方向的c支侧面喷枪进行复位，当位于喷枪初始喷涂位置的光电传感器检测到喷枪时，则说明喷枪复位过程结束，喷枪等待下一个产品的到来。

所述步骤（2）中延时一定的时间为产品据喷涂位置的距离除以编码器检测到的产品运输线的速度。

所述步骤（3）中b和c的数值之和等于a。

所述步骤（3）中a的数值可根据产品的尺寸进行调整。

所述顶部喷枪水平喷涂的时间为6s，侧喷枪垂直运动速度固定为0.1m/s，喷涂的时间根据产品型号的不同会有变化，时间范围为3s~6s。

本发明的有益效果：

本发明采用稳定性好的plc作为控制器，代替原有的继电器控制，使系统出错率降低，并且便于维护；采用profibus-dp主从站的结构进行网络化控制，代替传统复杂的系统设计，解决布线工作量大且容易产生干扰信号等问题。采用监控系统控制维护系统，使控制更具人性化、方便化、简单化。

附图说明

图1为本发明的系统结构框图；

图2为本发明的系统程序流程图；

图3为本发明的一种实施例的喷涂流程图。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合附图和具体实施方式，进一步阐述本发明，但本发明包括但不限于该实施例。

一种自动静电喷涂控制系统，包括系统总控制器plc、运动控制单元、喷枪控制单元和自动喷涂监控单元，所述运动控制单元、喷枪控制单元和自动喷涂监控单元分别与总控制器连接，所述运动控制单元用于完成对产品的运输，产品自转，顶部喷枪的跟踪喷涂与侧面喷枪的上下运动喷涂及跟随运动；所述喷枪控制单元用于控制b支顶部喷枪和c支侧面喷枪喷涂过程中的气压高低、喷枪静电大小和各种控制阀的开关；所述自动喷涂监控单元用于对喷涂过程进行实时监控，具有参数设置、数据统计、状态显示和报警等功能，所述总控制器用于和运动控制单元、喷枪控制单元和自动喷涂监控单元的数据进行交换，从而发出相应的指令。

运动控制单元包括增量型旋转编码器、红外激光发射器、红外信号检测器，所述旋转编码器用来测量产品运输线的运动速度和产品自转速度，所述红外激光发射器用来发射红外激光形成光幕，所述红外信号检测器用来检测光幕的遮挡量，光幕的遮挡量信息可以反映产品的有无、直径和高度。

运动控制单元具有手动和自动两种控制方式。自动运行模式用于正常的喷涂生产，手动运行模式是方便设备的调试、检修与维护。

喷枪控制单元具有大量的i/o点数，分别在b支顶部喷枪和c支侧面喷枪周围设立分布式i/o模块来进行集中管理。

运动控制单元和喷枪控制单元通过profibus-dp现场总线与系统总控制器连接。

喷枪为粉体或液体自动静电喷枪。

利用以上自动静电喷涂控制系统实现的一种自动喷涂轮毂的方法如下：

首先是检测，即控制系统检测轮毂运输线的速度以及输送线上有无轮毂，当检测到轮毂时，还需进一步检测轮毂位置和轮毂的尺寸是否自转等；其次，轮毂经运输线进入喷涂区域后，要启动3支喷枪(根据轮毂形状和尺寸大小的实际情况配置了3支喷枪)开始喷涂，并按照系统控制要求的速度和方向作跟随运动。2支顶部喷枪，即顶部喷枪在水平方向与轮毂以相同的方向行进，作跟随运动，产品轮毂做相应自转运动，并在规定的时间内完成上表面的喷涂；侧面的1支喷枪既要在水平方向上与轮毂以相同的速度行进，还要在垂直方向上完成下上的往复运动，并完成对侧面的喷涂；最后，喷涂完成，3支喷枪迅速复位，等待下一轮的喷涂。

不同的产品类型，在不能进行自转或治具不同挂法不同时，上述顶部喷枪也可在跟随平移的同时做左右往复运动等，

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。