專利名稱：涂裝機(jī)噴涂的控制方法及其控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種涂裝機(jī)噴涂的控制方法及其控制設(shè)備，尤其適用于大小形狀變化較大工件的噴涂的控制方法及其控制設(shè)備。
目前，傳統(tǒng)的涂裝機(jī)僅在固定范圍內(nèi)的等速噴涂，但由于噴涂物體的形狀并非上、下相等(如長方形面物體)，可能有上小、下大(如三角形、梯形面物體、球形面物體)，為求物體全面的涂層效果一致，對(duì)物體較大的面部分往復(fù)式涂裝機(jī)的移動(dòng)需較緩慢，而物體較小的面則需較快的移動(dòng)。近年來市場上有部分往復(fù)式涂裝機(jī)的控制器針對(duì)上述需求，設(shè)計(jì)成部分重復(fù)局部多次來回的二段或三段速度控制，此類產(chǎn)品一般均利用工業(yè)計(jì)數(shù)器線路設(shè)計(jì)，其不足之處1)僅能提供二或三段階梯式速度曲線控制，而無法作逐漸加、減速度曲線的變化。
2)無法作滑差補(bǔ)償，因而對(duì)已設(shè)定的往復(fù)式涂裝機(jī)移動(dòng)范圍的上、下端點(diǎn)，常因速度不同而變化。
3)速度變換點(diǎn)在往復(fù)式涂裝機(jī)往上行程移動(dòng)與往下行程移動(dòng)之間有明顯的偏移。
鑒此，本發(fā)明的目的是提供一種新的涂裝機(jī)噴涂的控制方法及其控制器，利用單晶片微電腦的快速計(jì)算與邏輯演算，作精確的滑差及速度值補(bǔ)償，以及具有等加速度或等減速度及恒速度的電子控制器。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的它的控制步驟為1)將工件的高度、面積參數(shù)用鍵盤或旋鈕、或攝影機(jī)訊號(hào)元件、或計(jì)算機(jī)軟件程序換算方式輸入，依其面積將工件的噴涂高度分為多段；2)經(jīng)軟件程序轉(zhuǎn)換后，在各段仙產(chǎn)生最佳的等加速度、等減速度、恒速度；3)往復(fù)涂裝機(jī)的噴頭按上述的各速度順序移動(dòng)。
而其控制器包括一單晶片微電腦、一轉(zhuǎn)換齒輪組及一帶轉(zhuǎn)軸的可變電阻，其中轉(zhuǎn)換齒輪置于帶動(dòng)涂裝機(jī)的馬達(dá)輸出軸與該可變電阻的轉(zhuǎn)軸間，而單晶片微電腦系連接可變電阻的輸出軸端，經(jīng)鍵盤連接控制器輸入端。
由于采用上述方案能消除工件表面滑差、漆量不均，所造成漆過多的流漆或漆不足等現(xiàn)象。
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。


圖1為本發(fā)明典型實(shí)施例立體結(jié)構(gòu)圖。
圖2為本發(fā)明典型實(shí)施例測視圖。
圖3A為本發(fā)明典型實(shí)施例高度與速度的曲線圖。
圖3B為本發(fā)明典型實(shí)施例與油漆量的曲線圖。
圖3C為本發(fā)明典型實(shí)施例與被涂面積的曲線圖。
圖3D為本發(fā)明典型實(shí)施例與油漆厚度的曲線圖。
圖4A為現(xiàn)有技術(shù)的定速涂裝機(jī)的高度與速度的曲線圖。
圖4B為現(xiàn)有技術(shù)的定速涂裝機(jī)的高度與油漆量的曲線圖。
圖4C為現(xiàn)有技術(shù)的定速涂裝機(jī)的高度與被涂面積曲線圖。
圖4D為現(xiàn)有技術(shù)的定速涂裝機(jī)的高度與油漆厚度曲線圖。
圖5A為現(xiàn)有技術(shù)的蘭式多回往復(fù)涂裝機(jī)的高度與速度的曲線圖。
圖5B為現(xiàn)有技術(shù)的蘭式多回往復(fù)涂裝機(jī)的高度與油漆量的曲線圖。
圖5C為現(xiàn)有技術(shù)的蘭式多回往復(fù)涂裝機(jī)的高度與被涂面積的曲線圖。
圖5D為現(xiàn)有技術(shù)的蘭式多回往復(fù)涂裝機(jī)的高度與油漆厚度的曲線圖。
圖6A為現(xiàn)有技術(shù)的歐式變速往復(fù)涂裝機(jī)的高度與速度的曲線圖。
圖6B為現(xiàn)有技術(shù)的歐式變速往復(fù)涂裝機(jī)的高度與油漆量的曲線圖。
圖6C為現(xiàn)有技術(shù)的歐式變速往復(fù)涂裝機(jī)的高度與被涂面積的曲線圖。
圖6D為現(xiàn)有技術(shù)的歐式變速往復(fù)涂裝機(jī)的高度與油漆厚度的曲線圖。
圖7為本發(fā)明典型實(shí)施例的控制器動(dòng)作流程圖。
參閱圖1所示，工件1的外形下部為一橢圓球11、上部為一尖圓錐12，懸吊在一輸送帶2下送入機(jī)座3內(nèi)部，并繞過一噴頭4后被送出，當(dāng)工件1進(jìn)入機(jī)座3且繞過噴頭4時(shí)，即進(jìn)行噴涂工作，噴頭4受控制器5控制，在機(jī)座3內(nèi)作升降往復(fù)動(dòng)作，其旋轉(zhuǎn)部41與靜電高壓發(fā)生器6配合，可噴出漆料附著在工件1的表面。
參閱圖2、3A、3B、3C及圖3D所示，在圖3A中，高度H系依工件1的長度與面積變化而分成H1、H2、H3、H4等各段，高度1代表工件1的尖圓錐12部分，高度H2、H3、H4則依工件1的橢圓球11部分，皆分為三段，當(dāng)然也可分為四段、五段、……，速度V則在各段落內(nèi)變化，速度V1、V2為等減速度，速度V3為恒速度，速度V4為等加速度，當(dāng)噴頭依此曲線圖移動(dòng)時(shí)，可控制油漆量的多少；在圖3B中，油漆量Q在高度H1、H2、H3、H4內(nèi)變化，而圖3C中為工件1的被涂面積A與高度H的曲線圖，前述的速度V、油漆量Q、被涂面積A三者配合后，可獲得如圖3D的厚度T與高度H曲線圖，圖上設(shè)有一代表標(biāo)準(zhǔn)厚度的標(biāo)準(zhǔn)線S、U線為噴涂不流漆時(shí)最大的濕膜，高于此線則表示流漆，L線為最低膜厚線，低于此線的品質(zhì)不合格。
參閱圖2、4A、4B、4C及圖4D所示，無論工件1的外形變化，其速度V1在高度H5內(nèi)為一水平的直線，即為一恒速度，因速度不變，故油漆量Q亦不變，與圖4C的工件1被涂面積A與高度H的曲線圖配合后，所得的圖4D的厚度T與高度H的曲線圖即不平整，在工件1的尖圓錐12頂端亦積存過多漆料，造成流漆現(xiàn)象，在該圖中高出U線(如斜線區(qū)域U1)；而低于L線(如斜線區(qū)域L1)則造成漆量不足，需要補(bǔ)漆。
參閱圖2、5A、5B、5C及5D所示，依工件1的外形變化，其速度V在代表工件1的總高度H7內(nèi)往復(fù)噴涂，尤其在高度H6、H7間代表工件1的橢圓球11處，施以多次的往復(fù)噴涂，故其油漆量Q在高度H6、H7間明顯增多，與圖5C的工件1被涂面積A與高度H的曲線配合后，所得之圖5D的厚度T與高度H的曲線，與前述的圖4D的曲線極為相似，只是曲線較為平緩，但仍致使工件1的尖圓錐12的頂端積存過多漆料(如斜線區(qū)域U2)，造成流漆現(xiàn)象或工件1的橢圓球11的最高點(diǎn)高部位低于標(biāo)準(zhǔn)線S與L線(如斜線區(qū)域L2)，造成漆量不足，需要補(bǔ)漆。
參閱圖2、6A、6B、6C及圖6D所示，依工件1的外形變化，其高度H分為三段H8、H9、H10，高度H8、H9代表工件1的尖圓錐12處，高度H9與H10間系為工件1的橢圓球11處，其速度V、油漆量Q亦呈三段式變化，與圖6C的工件1的被涂面積A與高度H的曲線配合后，所得的圖6D的厚度T與高度H的曲線極為復(fù)雜，形成多處過厚(如斜線區(qū)域U3)或不足(如斜線區(qū)域L3)的現(xiàn)象，噴涂品質(zhì)極為不佳，致使修補(bǔ)也極為困難。
參閱圖7所示，在啟動(dòng)電源后，如果尚未設(shè)定模式，則先設(shè)定模式，輸入正確密碼后，分別設(shè)定上、下極限點(diǎn)，自動(dòng)滑差量測程序，速度曲線值，VR裝置樣正及其他變數(shù)值，模式設(shè)定后則可依照所設(shè)定的模式進(jìn)行往復(fù)涂裝機(jī)的動(dòng)作，即先讀取涂裝機(jī)的位移值，利用微電腦(8051單晶片電腦)計(jì)算滑差并作補(bǔ)償，再修正其輸出速度，以得到一涂裝均勻且無流漆和漆量不足情況的工件。
綜上所述，本發(fā)明是利用8051單晶片微電腦作為往復(fù)式涂裝機(jī)控制器的處理核心，利用其快速的計(jì)算與邏輯運(yùn)算能力作準(zhǔn)確的滑差及速度曲線的補(bǔ)償，不會(huì)因速度的不同而使設(shè)定的上、下反向點(diǎn)產(chǎn)生誤差，同時(shí)提供往復(fù)式涂裝機(jī)能作加、減速階梯式混合速度曲線的作業(yè)能力。
本控制器的設(shè)計(jì)要求1)往復(fù)涂裝機(jī)能以新的速度變化與階梯式速度變化混合操作。
2)消除滑差。
使用步驟如下1)對(duì)每部往復(fù)式涂裝機(jī)配合本控制器之初，先作一次自動(dòng)滑差測量，建立每個(gè)涂裝機(jī)在秒不同速度差之下產(chǎn)生的滑差，并將此組資料置于斷電保持式記憶體中(EPROM)。
2)涂裝機(jī)可根據(jù)待涂物大小、形狀設(shè)定適合的移動(dòng)范圍及在范圍內(nèi)的速度/位移曲線，此曲線包含漸近速度變化與階梯速度變化，此曲線資料亦置于斷電保持式記憶體中。
3)在平常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，一啟動(dòng)即將以上二組資料自記憶體中讀出，然后隨時(shí)讀取涂裝機(jī)瞬間的位移，配合以上二組資料計(jì)算瞬間的速度值，控制變頻器。
其特點(diǎn)如下1.涂裝機(jī)位移測定方法涂裝機(jī)位移資料的取得在傳統(tǒng)的作法，是在馬達(dá)轉(zhuǎn)軸上、配置太陽片，然后透過U形感測器產(chǎn)生脈沖波，經(jīng)上、下計(jì)數(shù)器計(jì)算位移，其缺點(diǎn)如下1)啟動(dòng)時(shí)無法得知涂裝機(jī)起始位置，必須透過設(shè)置一些極限開關(guān)，當(dāng)作參考點(diǎn)值測，除了產(chǎn)生設(shè)計(jì)上的困擾，而且操作時(shí)無法開機(jī)就啟動(dòng)，必須經(jīng)過一段設(shè)置時(shí)間。
2)U形感測器及限開關(guān)容易因環(huán)境污染而故障，本設(shè)計(jì)的作法是利用有轉(zhuǎn)軸的可變電阻，馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)經(jīng)適當(dāng)比例的齒輪轉(zhuǎn)換，帶動(dòng)可變電阻轉(zhuǎn)軸。當(dāng)馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)涂裝機(jī)時(shí)，也同時(shí)帶動(dòng)可變電阻滑動(dòng)，經(jīng)可變電阻兩端施于參考的定電壓，可經(jīng)測量滑動(dòng)端電壓量出涂裝機(jī)的位移若涂裝機(jī)在最高點(diǎn)位移測量電壓值為VH，最低點(diǎn)測得電壓是VL，則當(dāng)任意時(shí)刻量到的電壓值VP，則此時(shí)涂裝機(jī)的位移d=D×(VP-VLVH-VL)]]>其中D為涂裝機(jī)在最高與最低點(diǎn)的行程。
2.速度控制與滑差補(bǔ)償本控制器對(duì)往復(fù)式涂裝機(jī)速度的控制，是以電壓輸入變頻器控制馬達(dá)。但變頻器對(duì)急驟的電壓變化至馬達(dá)達(dá)到相對(duì)轉(zhuǎn)速需要一段加、減速時(shí)間。
本控制器目標(biāo)是希望在同一定點(diǎn)時(shí)，在往復(fù)行程過程中均具有相同速度。
權(quán)利要求
1.一種涂裝機(jī)噴涂的控制方法，其特征在于它的步驟1)將工件的高度、面積參數(shù)用鍵盤輸入，依其面積將工件的噴涂高度分為多段；2)經(jīng)軟件程序轉(zhuǎn)換后，在各段內(nèi)產(chǎn)生最佳的等加速度、等減速度、恒速度；3)往復(fù)涂裝機(jī)的噴頭按上述的各速度順序移動(dòng)。
2.一種涂裝機(jī)噴涂的控制器包括一單晶片微電腦、一轉(zhuǎn)換齒輪組及一帶有轉(zhuǎn)軸的可變電阻，其特征是轉(zhuǎn)換齒輪組置于帶動(dòng)涂裝機(jī)的馬達(dá)輸出軸與該可變電阻的轉(zhuǎn)軸間，而單晶片微電腦連接可變電阻的輸出軸端，經(jīng)鍵盤連接控制器輸入端。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種涂裝機(jī)噴涂的控制方法及其控制設(shè)備，尤其適用于大小形狀變化較大工件的噴涂的控制方法及其控制設(shè)備。它的控制步驟為，將工件的高度、面積參數(shù)，用鍵盤輸入，依其面積將工件的噴涂高度分為各段，經(jīng)軟件程序轉(zhuǎn)換后，在各段產(chǎn)生最佳的等加速度、等減速度、恒速度，往復(fù)涂裝機(jī)的噴頭按上述的各速度順序移動(dòng)。從而，能消除工件表面滑差，漆量不均，所造成漆過多的流漆或漆不足等現(xiàn)象。
文檔編號(hào)B05B12/00GK1104936SQ9410002
公開日1995年7月12日 申請(qǐng)日期1994年1月8日 優(yōu)先權(quán)日1994年1月8日
發(fā)明者曾齡慶 申請(qǐng)人:曾齡慶