專利名稱：一種機(jī)器人用單流量計(jì)式數(shù)字化噴涂系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種機(jī)器人用單流量計(jì)式數(shù)字化噴涂系統(tǒng)，屬于機(jī)器人噴涂設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，工業(yè)產(chǎn)品對(duì)機(jī)器人噴涂的涂層表面質(zhì)量要求和漆膜厚度精度要求越來(lái)越高，普通的恒壓式供料系統(tǒng)由于缺乏對(duì)流量的監(jiān)測(cè)手段，已經(jīng)不能滿足噴涂機(jī)器人對(duì)流量控制精度的要求，成為了進(jìn)一步提高機(jī)器人噴涂作業(yè)質(zhì)量的約束瓶頸，因此迫切需要一種能夠?qū)姌屃髁窟M(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)與調(diào)節(jié)的供料系統(tǒng)，現(xiàn)有的噴涂機(jī)器人噴槍流量檢測(cè)、調(diào)節(jié)的技術(shù)基本有以下三種。第一種，人工方法。檢測(cè)辦法是打開(kāi)噴涂機(jī)器人的供料系統(tǒng)，調(diào)節(jié)調(diào)壓閥到某指 定壓力值，然后關(guān)閉噴槍的霧化空氣和扇幅空氣，打開(kāi)噴槍，由工作人員手持測(cè)量工具(如量筒)在噴槍下接一定時(shí)間(如I分鐘)，然后讀取量筒數(shù)值，換算噴槍的單位時(shí)間吐出量。進(jìn)一步的，若需要調(diào)節(jié)流量，辦法是若當(dāng)前測(cè)得流量值偏高，則降低調(diào)壓閥壓力；反之，則提高調(diào)壓閥壓力。上述檢測(cè)、調(diào)節(jié)過(guò)程需反復(fù)進(jìn)行，直到噴槍流量達(dá)到要求為止，然后可以開(kāi)始噴涂作業(yè)。這種方法的缺點(diǎn)顯而易見(jiàn)需要大量人工參與，降低了噴涂作業(yè)的自動(dòng)化程度，不利于發(fā)揮機(jī)器人高效、自動(dòng)化的特點(diǎn)。而且，對(duì)于易沉淀涂料或者長(zhǎng)尺寸送料管路來(lái)說(shuō)，涂料容易在管路內(nèi)發(fā)生沉積，引起噴槍流量衰減或不穩(wěn)定，導(dǎo)致工作人員不得不定期的、反復(fù)的監(jiān)測(cè)調(diào)節(jié)噴槍流量，非常麻煩。第二種，通過(guò)計(jì)量齒輪泵進(jìn)行控制。如圖I所示，該方法需要采用盲端送料方式，即噴槍只接一根進(jìn)料管，然后在進(jìn)料管串接一臺(tái)計(jì)量齒輪泵。齒輪泵的原理是通過(guò)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)涂料流動(dòng)，每轉(zhuǎn)動(dòng)固定角度送出的涂料量是等同的，因此通過(guò)控制齒輪泵的轉(zhuǎn)速即可實(shí)現(xiàn)噴槍噴出流量的檢測(cè)與控制。這種技術(shù)的缺點(diǎn)是僅適用于噴槍為盲端的涂料輸送系統(tǒng)，若管路設(shè)計(jì)為循環(huán)供料的方式，則會(huì)有一部分涂料經(jīng)由回流管流回涂料容器，導(dǎo)致齒輪泵的輸出流量大于噴槍的實(shí)際吐出流量。此外，計(jì)量齒輪泵系統(tǒng)的造價(jià)高昂且易磨損，需要定期標(biāo)定，使用成本很高。第三種，通過(guò)流量計(jì)和節(jié)流閥進(jìn)行控制。如圖2所示，該方法同樣限定噴槍只接一根進(jìn)料管，然后在進(jìn)料管上串接節(jié)流閥和流量計(jì)，當(dāng)流量計(jì)檢測(cè)到流量有偏差時(shí)，控制器通過(guò)改變節(jié)流閥的開(kāi)閉度來(lái)調(diào)節(jié)流量。這類方法的缺點(diǎn)與第二類方法相同，即僅適用于噴槍為盲端的管路類型，因?yàn)槿艄苈窞檠h(huán)供料類型，則由于一部分涂料由回流管流回涂料容器，流量計(jì)所檢測(cè)出的流量大于噴槍噴出的實(shí)際流量。此外，該方法需要把流量計(jì)布置在盡可能靠近噴槍的機(jī)械臂上，增加了機(jī)械臂末端的尺寸和重量，不適用于小型或內(nèi)表面噴涂機(jī)器人。綜上所述，目前的噴涂系統(tǒng)中噴槍流量的自動(dòng)檢測(cè)和調(diào)節(jié)均針對(duì)盲端供料方式，對(duì)于非盲端供料，也就是循環(huán)供料方式則束手無(wú)策，原因在于在循環(huán)供料方式下，噴槍上接有一個(gè)回流管，開(kāi)槍時(shí)一部分涂料從噴槍噴口噴出，還有一部分從回料管回流到涂料容器，因此現(xiàn)有的技術(shù)手段無(wú)法檢測(cè)出到底有多少涂料從噴槍噴出，也無(wú)法進(jìn)行控制，只能被迫采用人工測(cè)量的辦法?？紤]到對(duì)于很多高固體份、大比重、易沉淀涂料來(lái)說(shuō)，經(jīng)常采用循環(huán)供料的方式以防止涂料在管路內(nèi)發(fā)生沉淀。因此，迫切需要開(kāi)發(fā)一種能夠?qū)ρh(huán)供料方式下的自動(dòng)噴槍流量進(jìn)行實(shí)時(shí)、在線檢測(cè)和閉環(huán)控制的噴涂系統(tǒng)，以提高流量檢測(cè)和調(diào)節(jié)的自動(dòng)化程度，提高噴涂機(jī)器人的作業(yè)質(zhì)量。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的問(wèn)題在于克服現(xiàn)有的噴涂系統(tǒng)中噴槍流量檢測(cè)方法存在的缺陷，針對(duì)循環(huán)供料式的噴涂機(jī)器人噴涂系統(tǒng)，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、計(jì)量精確、成本較低的機(jī)器人用單流量計(jì)式數(shù)字化噴涂系統(tǒng)，使之適用于不便于人工檢測(cè)、調(diào)節(jié)流量且必須使用循環(huán)供料模式的場(chǎng)合。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是 一種機(jī)器人用單流量計(jì)式數(shù)字化噴涂系統(tǒng)，其特征在于該噴涂系統(tǒng)含有進(jìn)料管路001、回料管路002、空氣管路003和控制部分；進(jìn)料管路001從涂料容器101中連出，依次連接涂料泵103、過(guò)濾器104、穩(wěn)壓器105、調(diào)壓閥106、氣動(dòng)比例閥107和數(shù)字式流量計(jì)108，最終連接到自動(dòng)噴槍109的進(jìn)料口 ；回料管路002從自動(dòng)噴槍109的回料口連出，經(jīng)背壓閥110連回到涂料容器101 ；空氣管路003從氣源201連出，經(jīng)空氣過(guò)濾器202后分為六路，第一路經(jīng)第一電氣比例閥203和油霧器209連接到攪拌器102，第二路經(jīng)第二電氣比例閥204后分別連接到涂料泵103和穩(wěn)壓器105，第三路經(jīng)第三電氣比例閥205連接到氣動(dòng)比例閥107，第四路經(jīng)第四電氣比例閥206連接到自動(dòng)噴槍109的霧化空氣入口，第五路經(jīng)第五電氣比例閥207連接到自動(dòng)噴槍109的扇幅空氣入口，第六路經(jīng)第六電氣比例閥208連接到自動(dòng)噴槍109的開(kāi)關(guān)槍空氣入口；控制部分包括含有控制程序的上位機(jī)301和PLC控制器302，數(shù)字式流量計(jì)108通過(guò)控制線路與PLC控制器302的脈沖信號(hào)采集模塊相連，六個(gè)電氣比例閥分別通過(guò)控制線路與PLC控制器302的D/A模塊相連，PLC控制器302通過(guò)控制線路與上位機(jī)301相連。所述的機(jī)器人用單流量計(jì)式數(shù)字化噴涂系統(tǒng)，其特征在于上位機(jī)301采用工控機(jī)或觸摸屏。所述的機(jī)器人用單流量計(jì)式數(shù)字化噴涂系統(tǒng)，其特征在于數(shù)字式流量計(jì)108采用本安式數(shù)字流量計(jì)。所述的機(jī)器人用單流量計(jì)式數(shù)字化噴涂系統(tǒng)，其特征在于電氣比例閥和PLC控制器302均置于防爆控制柜005內(nèi)。所述的機(jī)器人用單流量計(jì)式數(shù)字化噴涂系統(tǒng)，其特征在于所述涂料泵103采用隔膜泵、活塞泵或齒輪泵。所述的機(jī)器人用單流量計(jì)式數(shù)字化噴涂系統(tǒng)，其特征在于所述自動(dòng)噴槍109采用自動(dòng)空氣噴槍。本實(shí)用新型與已有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)及突出性效果 對(duì)于同時(shí)接有進(jìn)料和回料兩根涂料管的自動(dòng)噴槍，僅通過(guò)在進(jìn)料管串接一個(gè)流量計(jì)即可實(shí)現(xiàn)噴槍吐出流量的實(shí)時(shí)、在線檢測(cè)，有利于降低噴涂系統(tǒng)的研制成本。進(jìn)一步地，實(shí)現(xiàn)了噴槍流量的閉環(huán)控制，大大提高了噴涂系統(tǒng)的流量控制精度，消除了噴涂過(guò)程中的流量波動(dòng)，有利于提高機(jī)器人的噴涂質(zhì)量。此外，本系統(tǒng)還實(shí)現(xiàn)了泵、攪拌器、開(kāi)關(guān)槍、霧化空氣壓力和扇幅空氣壓力的遠(yuǎn)程監(jiān)控和調(diào)節(jié)，提高了噴涂系統(tǒng)的自動(dòng)化程度。本實(shí)用新型特別適用于不便于人工檢測(cè)流量且必須使用槍內(nèi)循環(huán)模式進(jìn)行供料的場(chǎng)合，以及因使用高固體份、大比重、易沉淀涂料或涂料輸送管路過(guò)長(zhǎng)而容易出現(xiàn)流量衰減現(xiàn)象的場(chǎng)合。

圖I是計(jì)量齒輪泵式流量測(cè)控系統(tǒng)的原理圖。圖2是“流量計(jì)+節(jié)流閥”式流量測(cè)控系統(tǒng)的原理圖。圖3是本實(shí)用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。 圖中001進(jìn)料管路；002-回料管路；003-空氣管路；004_控制線路；005_防爆柜；006-危險(xiǎn)區(qū)域標(biāo)志線；101-涂料容器；102_攪拌器；103_涂料泵；104_涂料過(guò)濾器；105_穩(wěn)壓器；106-調(diào)壓閥；107-氣動(dòng)比例閥；108-數(shù)字式流量計(jì)；109-自動(dòng)噴槍；110-背壓閥；111-齒輪泵；112-節(jié)流閥；201-氣源；202_空氣過(guò)濾器；203_第一電氣比例閥；204_第二電氣比例閥；205-第三電氣比例閥;206_第四電氣比例閥;207_第五電氣比例閥;208;第六電氣比例閥；209-油霧器；301-上位機(jī)；302_PLC控制器；303_控制器。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)、原理和工作過(guò)程進(jìn)一步說(shuō)明。I.噴涂系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)圖3為本實(shí)用新型提供的機(jī)器人用單流量計(jì)式數(shù)字化噴涂系統(tǒng)，該噴涂系統(tǒng)由進(jìn)料管路001、回料管路002、空氣管路003和控制部分組成。進(jìn)料管路001從涂料容器101中連出，依次連接涂料泵103、過(guò)濾器104、穩(wěn)壓器105、調(diào)壓閥106、氣動(dòng)比例閥107和數(shù)字式流量計(jì)108，最終連接到自動(dòng)噴槍109的進(jìn)料口?；亓瞎苈?02從自動(dòng)噴槍109的回料口連出，經(jīng)背壓閥110連回到涂料容器101。空氣管路003從氣源201連出，經(jīng)空氣過(guò)濾器202后分為六路，第一路經(jīng)第一電氣比例閥203和油霧器209連接到攪拌器102，第二路經(jīng)第二電氣比例閥204后分別連接到涂料泵103和穩(wěn)壓器105，第三路經(jīng)第三電氣比例閥205連接到氣動(dòng)比例閥107，第四路經(jīng)第四電氣比例閥206連接到自動(dòng)噴槍109的霧化空氣入口，第五路經(jīng)第五電氣比例閥207連接到自動(dòng)噴槍109的扇幅空氣入口，第六路經(jīng)第六電氣比例閥208連接到自動(dòng)噴槍109的開(kāi)關(guān)槍空氣入口。控制部分包括含有控制程序的上位機(jī)301和PLC控制器302，數(shù)字式流量計(jì)108通過(guò)控制線路與PLC控制器302的脈沖信號(hào)采集模塊相連，六個(gè)電氣比例閥分別通過(guò)控制線路與PLC控制器302的D/A模塊相連，PLC控制器302通過(guò)控制線路與上位機(jī)301相連。所述上位機(jī)301可采用機(jī)器人的控制計(jì)算機(jī)，也可單獨(dú)采用觸摸屏，考慮到噴漆作業(yè)的防爆要求，上位機(jī)301必須安置于危險(xiǎn)區(qū)域標(biāo)志線006之外，與噴漆室隔離。所述數(shù)字式流量計(jì)108采用本安式數(shù)字流量計(jì)，如GRACO齒輪式流量計(jì)，其檢測(cè)原理為流量計(jì)內(nèi)部有一對(duì)互相嚙合的齒輪，涂料流經(jīng)流量計(jì)時(shí)帶動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，齒輪每轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度則輸出一個(gè)脈沖信號(hào)，信號(hào)采集器統(tǒng)計(jì)一定時(shí)間內(nèi)收到的脈沖信號(hào)即可計(jì)算出流經(jīng)流量計(jì)的涂料流量。該型流量計(jì)的檢測(cè)精度高，且不受涂料粘度、比重、固體份含量和溫度的影響，其分辨率為0. 012cc/pulse,即每流過(guò)0. 012cc的涂料，則流量計(jì)輸出一個(gè)脈沖信號(hào)。所述電氣比例閥選用FESTO比例減壓閥，控制器302選用帶有脈沖信號(hào)采集模塊和D/A模塊的PLC，考慮到噴涂作業(yè)的防爆要求，電氣比例閥和PLC控制器302均置于防爆控制柜005內(nèi)。所述涂料泵103可采用GRACO公司的氣動(dòng)隔膜泵，具有體積小、安裝方便、適用于中高粘度且較大顆粒液體等優(yōu)良特性，也可根據(jù)實(shí)際需要采用活塞泵和齒輪泵等其他泵。所述自動(dòng)噴槍109采用LVMP型自動(dòng)空氣噴槍，也可采用HVLP等其他類型的自動(dòng)空氣噴槍。2.噴涂系統(tǒng)的工作原理利用單個(gè)流量計(jì)對(duì)循環(huán)供料方式下的噴槍流量進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)與控制的具體原理是首先，通過(guò)串于噴槍進(jìn)料管路001的數(shù)字式流量計(jì)108采集進(jìn)料管的實(shí)時(shí)流量信息并傳遞給PLC控制器302，控制器隨即通過(guò)預(yù)先存儲(chǔ)的換算公式將進(jìn)料流量換算為噴槍實(shí)時(shí)吐出流量；然后，將噴槍實(shí)時(shí)流量與預(yù)設(shè)流量進(jìn)行比較，輸出控制信號(hào)給第三電氣比例閥205調(diào)節(jié)其閥口開(kāi)度，第三電氣比例閥205輸出端的空氣壓力又作為控制信號(hào)控制串于進(jìn)料管路001中的氣動(dòng)比例閥107的閥口開(kāi)度，調(diào)節(jié)進(jìn)料管路001的壓力和流量，進(jìn)而達(dá)到控制噴槍流量的目的。(I)單流量計(jì)式流量檢測(cè)原理由于采用循環(huán)供料模式進(jìn)行供料，數(shù)字式流量計(jì)108采集到的流量信號(hào)與自動(dòng)噴槍109的實(shí)際噴出流量并不相同，而是根據(jù)是否噴涂而存在兩種關(guān)系I)不噴涂時(shí)，即噴槍不開(kāi)槍，此時(shí)數(shù)字式流量計(jì)108采集到的信號(hào)為管路循環(huán)流量，噴槍流量為0,即有
I Qm = 2進(jìn)=Qg⑴
= Ga _ Qg = 0其中，0_為數(shù)字式流量計(jì)108測(cè)量到的流量，Qft為噴槍吐出流量，Qa為進(jìn)料管流量，Q0為回料管流量。2)噴涂時(shí)，即噴槍開(kāi)槍，此時(shí)流量計(jì)采集到的信號(hào)為管路循環(huán)流量，噴槍流量為進(jìn)料管流量與回料管流量的差，即有
I Qm = Qm > Qu⑵
= ~ Qu[0052]由流體力學(xué)可知，管道進(jìn)料流量與噴槍吐出流量均與管路壓力有關(guān)，因此當(dāng)管路壓力恒定時(shí)，管路進(jìn)料流量與噴槍吐出流量之間的比例關(guān)系也是一定的，那么如果知道二者之間的比例關(guān)系就可以由管道進(jìn)料流量推算出噴槍吐出流量。必須注意的是，不同涂料、不同粘度下的進(jìn)料流量與噴槍流量的比例關(guān)系是不同的，因此需事先進(jìn)行噴涂實(shí)驗(yàn)，通過(guò)曲線擬合方法建立換算公式，存儲(chǔ)于控制器中。一個(gè)典型的建立換算公式的實(shí)驗(yàn)過(guò)程是I)實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備如噴槍有針閥位置調(diào)節(jié)功能，則保證此時(shí)的噴槍針閥位置和日常噴涂作業(yè)時(shí)完全一致，本實(shí)用新型中針閥位置為全開(kāi)。然后針對(duì)實(shí)驗(yàn)涂料，調(diào)節(jié)涂料粘度到指定值，打開(kāi)涂料輸送系統(tǒng)，將涂料打入系統(tǒng)。2)數(shù)據(jù)采集關(guān)閉噴槍的霧化和扇幅空氣，并在噴槍下置一量筒，然后通過(guò)調(diào)壓閥設(shè)定管道內(nèi)壓力至某數(shù)值，打開(kāi)噴槍I分鐘，記錄I分鐘內(nèi)量筒內(nèi)累計(jì)的涂料體積，并觀測(cè)記錄流量計(jì)的讀數(shù)，然后通過(guò)調(diào)壓閥改變管道內(nèi)壓力重復(fù)上述操作，至少取5組數(shù)值。為 提高測(cè)量精度，可在噴涂常用壓力調(diào)節(jié)范圍內(nèi)以壓力表最小量程為間隔，盡可能多的進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。3)數(shù)據(jù)擬合通過(guò)曲線擬合的方法，獲得不同壓力下的“Qft/Q#/’比值，本實(shí)用新型用二次多項(xiàng)式進(jìn)行擬合，獲得如式(3)所示的方程，并將該方程存儲(chǔ)于控制器的數(shù)據(jù)處理模塊中。Q槍=a (Q測(cè))2+b Q測(cè)+c ⑶其中a，b，c為擬合系數(shù)。(2)流量控制的工作原理為滿足防爆要求，本實(shí)用新型中對(duì)噴槍流量的控制采用電氣比例閥加氣動(dòng)比例閥的二級(jí)控制方法，即用第三電氣比例閥205控制氣動(dòng)比例閥107，再通過(guò)氣動(dòng)比例閥107控制涂料管路的壓力和流量，控制算法采用PID方法，控制原理是PLC控制器302將噴槍實(shí)時(shí)流量與預(yù)設(shè)流量進(jìn)行比較，如果噴槍流量大于預(yù)設(shè)流量，則PLC控制器302輸出信號(hào)給第三電氣比例閥205調(diào)小其閥口開(kāi)度，使其輸出端的空氣壓力降低，進(jìn)而導(dǎo)致串于進(jìn)料管路001中的氣動(dòng)比例閥107的閥口開(kāi)度減小，于是進(jìn)料管路001的壓力和流量減小，噴槍流量也隨之減小，趨于預(yù)設(shè)流量；反之，如果噴槍流量小于預(yù)設(shè)流量，則PLC控制器302輸出信號(hào)給第三電氣比例閥205調(diào)大其閥口開(kāi)度，使其輸出端的空氣壓力升高，進(jìn)而導(dǎo)致串于進(jìn)料管路001中的氣動(dòng)比例閥107的閥口開(kāi)度增大，于是進(jìn)料管路001的壓力和流量增大，噴槍流量也隨之加大，趨于預(yù)設(shè)流量。采用PID調(diào)節(jié)可以最大限度的消除噴涂過(guò)程中噴槍流量產(chǎn)生的波動(dòng)，實(shí)現(xiàn)噴槍流量的精確控制。3.噴涂系統(tǒng)的典型工作過(guò)程I)做好噴涂準(zhǔn)備，控制系統(tǒng)上電，工作人員在上位機(jī)301的人機(jī)交互界面中根據(jù)涂料及粘度信息輸入或修改換算公式的擬合系數(shù)，以及預(yù)設(shè)的噴槍流量、預(yù)設(shè)的關(guān)槍時(shí)管路循環(huán)流量、PID控制參數(shù)等，然后可以發(fā)出指令打開(kāi)第一電氣比例閥203、第二電氣比例閥204，涂料泵和攪拌器被驅(qū)動(dòng)開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)，噴涂系統(tǒng)開(kāi)始工作，涂料在管路內(nèi)循環(huán)，此時(shí)噴槍為關(guān)閉狀態(tài)。2)關(guān)槍狀態(tài)下的流量檢測(cè)控制過(guò)程是數(shù)字式流量計(jì)108將檢測(cè)到的流量信息以脈沖信號(hào)形式發(fā)送給PLC控制器302，PLC控制器302通過(guò)脈沖信號(hào)采集模塊將脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)化為流量信息，然后將一方面將當(dāng)前流量信息發(fā)送給上位機(jī)301，在人機(jī)交互界面上予以顯示；一方面將該流量與預(yù)設(shè)的關(guān)槍時(shí)管路循環(huán)流量進(jìn)行比較，并根據(jù)比較結(jié)果輸出控制信號(hào)給第三電氣比例閥205，相應(yīng)的控制氣動(dòng)比例閥107的閥口開(kāi)度實(shí)現(xiàn)管路循環(huán)流量的調(diào)節(jié)，使之趨近于預(yù)設(shè)的管路循環(huán)流量。3)需要開(kāi)槍噴涂時(shí)，工作人員在上位機(jī)301的人機(jī)交互界面上發(fā)出開(kāi)槍指令，PLC控制器302首先將指定的霧化空氣壓力值和扇幅空氣壓力值轉(zhuǎn)化為模擬信號(hào)，并發(fā)送給第四電氣比例閥206和第五電氣比例閥207，噴槍的霧化空氣和扇幅空氣打開(kāi)，并迅速達(dá)到預(yù)設(shè)壓力值；然后，PLC控制器302再將指定的開(kāi)槍空氣壓力值轉(zhuǎn)化為模擬信號(hào)，并發(fā)送給第六電氣比例閥208，第六電氣比例閥208輸出端的空氣壓力迅速達(dá)到預(yù) 設(shè)值，噴槍針閥被頂開(kāi)，噴槍開(kāi)槍。4)開(kāi)槍狀態(tài)下的流量檢測(cè)控制過(guò)程是數(shù)字式流量計(jì)108將檢測(cè)到的流量信息以脈沖信號(hào)形式發(fā)送給PLC控制器302，PLC控制器302通過(guò)脈沖信號(hào)采集模塊將脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)化為進(jìn)料管流量信息，并根據(jù)預(yù)先存儲(chǔ)的換算公式將該結(jié)果換算為噴槍流量，然后一方面將噴槍流量信息發(fā)送給上位機(jī)301，在人機(jī)交互界面上予以顯示；一方面將該流量與預(yù)設(shè)的噴槍流量進(jìn)行比較，并根據(jù)比較結(jié)果輸出控制信號(hào)給第三電氣比例閥205，相應(yīng)的控制氣動(dòng)比例閥107的閥口開(kāi)度實(shí)現(xiàn)噴槍流量的調(diào)節(jié)，使之趨近于預(yù)設(shè)的噴槍流量。5)系統(tǒng)工作過(guò)程中需要調(diào)節(jié)流量時(shí)，由工作人員在上位機(jī)301的人機(jī)交互界面中修改預(yù)設(shè)的噴槍流量或預(yù)設(shè)的關(guān)槍時(shí)管路循環(huán)流量，然后發(fā)送給PLC控制器302，PLC控制器302隨即將之與當(dāng)前流量進(jìn)行比較，并根據(jù)比較結(jié)果輸出控制信號(hào)給第三電氣比例閥205，相應(yīng)的控制氣動(dòng)比例閥107的閥口開(kāi)度，實(shí)現(xiàn)噴槍流量的遠(yuǎn)程、在線調(diào)節(jié)。6)噴涂結(jié)束時(shí)，上位機(jī)301發(fā)出關(guān)槍指令，控制器302首先將第六電氣比例閥208關(guān)閉，第六電氣比例閥208輸出端的空氣壓力迅速降為0，噴槍針閥回位，噴槍關(guān)槍；然后，PLC控制器302將第四電氣比例閥206和第五電氣比例閥207關(guān)閉，噴槍的霧化空氣和扇幅空氣也隨之關(guān)閉。7)噴涂作業(yè)結(jié)束后，進(jìn)行排空、清洗等工作，關(guān)閉涂料泵103和攪拌器102，控制系統(tǒng)斷電。
權(quán)利要求1.一種機(jī)器人用單流量計(jì)式數(shù)字化噴涂系統(tǒng)，其特征在于該噴涂系統(tǒng)含有進(jìn)料管路(001)、回料管路(002)、空氣管路(003)和控制部分； 所述進(jìn)料管路(001)從涂料容器(101)中連出，依次連接涂料泵(103)、過(guò)濾器(104)、穩(wěn)壓器(105)、調(diào)壓閥(106)、氣動(dòng)比例閥(107)和數(shù)字式流量計(jì)(108)，最終連接到自動(dòng)噴槍(109)的進(jìn)料口 ； 所述回料管路(002)從自動(dòng)噴槍(109)的回料口連出，經(jīng)背壓閥(110)連回到涂料容器(101)； 所述空氣管路(003)從氣源(201)連出，經(jīng)空氣過(guò)濾器(202)后分為六路，第一路經(jīng)第一電氣比例閥(203)和油霧器(209)連接到攪拌器(102)，第二路經(jīng)第二電氣比例閥(204)后分別連接到涂料泵(103)和穩(wěn)壓器(105)，第三路經(jīng)第三電氣比例閥(205)連接到氣動(dòng)比例閥(107)，第四路經(jīng)第四電氣比例閥(206)連接到自動(dòng)噴槍(109)的霧化空氣入口，第五路經(jīng)第五電氣比例閥(207)連接到自動(dòng)噴槍(109)的扇幅空氣入口，第六路經(jīng)第六電氣比例閥(208)連接到自動(dòng)噴槍(109)的開(kāi)關(guān)槍空氣入口 ； 所述控制部分包括含有控制程序的上位機(jī)(301)和PLC控制器(302)，數(shù)字式流量計(jì)(108)通過(guò)控制線路與PLC控制器(302)的脈沖信號(hào)采集模塊相連，六個(gè)電氣比例閥分別通過(guò)控制線路與PLC控制器(302)的D/A模塊相連，PLC控制器(302)通過(guò)控制線路與上位機(jī)(301)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的機(jī)器人用單流量計(jì)式數(shù)字化噴涂系統(tǒng)，其特征在于所述上位機(jī)(301)采用工控機(jī)或觸摸屏。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的機(jī)器人用單流量計(jì)式數(shù)字化噴涂系統(tǒng)，其特征在于所述數(shù)字式流量計(jì)(108)采用本安式數(shù)字流量計(jì)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的機(jī)器人用單流量計(jì)式數(shù)字化噴涂系統(tǒng)，其特征在于第一電氣比例閥、第二電氣比例閥、第三電氣比例閥、第四電氣比例閥、第五電氣比例閥和第六電氣比例閥和PLC控制器(302)均置于防爆控制柜(005)內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的機(jī)器人用單流量計(jì)式數(shù)字化噴涂系統(tǒng)，其特征在于所述涂料泵(103)采用隔膜泵、活塞泵或齒輪泵。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的機(jī)器人用單流量計(jì)式數(shù)字化噴涂系統(tǒng)，其特征在于所述自動(dòng)噴槍(109)采用自動(dòng)空氣噴槍。
專利摘要一種機(jī)器人用單流量計(jì)式數(shù)字化噴涂系統(tǒng)，由進(jìn)料管路、回料管路、空氣管路和控制部分組成，進(jìn)料管路將涂料從涂料容器輸送到自動(dòng)噴槍進(jìn)料口，管路中串接數(shù)字式流量計(jì)和氣動(dòng)比例閥；回料管路將涂料從自動(dòng)噴槍出料口輸送回涂料容器，實(shí)現(xiàn)循環(huán)供料；空氣管路為各氣動(dòng)元器件提供壓縮空氣，管路中串接電氣比例閥；控制部分由上位機(jī)和PLC控制器組成，與電氣比例閥和流量計(jì)分別相連。該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)循環(huán)供料模式下自動(dòng)噴槍的實(shí)時(shí)流量檢測(cè)和閉環(huán)控制，還具備涂料泵、攪拌器、自動(dòng)噴槍開(kāi)關(guān)、霧化空氣和扇幅空氣的遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)能力，尤其適用于使用槍內(nèi)循環(huán)模式進(jìn)行供料但不便于人工檢測(cè)流量或容易出現(xiàn)流量衰減現(xiàn)象的場(chǎng)合。
文檔編號(hào)B05B12/00GK202538993SQ20122014068
公開(kāi)日2012年11月21日 申請(qǐng)日期2012年4月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月5日
發(fā)明者劉召, 張傳清, 楊東超, 楊向東, 潘玉龍, 王國(guó)磊, 繆東晶, 陳懇 申請(qǐng)人:清華大學(xué)