本發(fā)明涉及涂裝自動化技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種涂裝往復機控制系統(tǒng)及控制方法。

背景技術(shù)：

幾乎所有的金屬制品在生產(chǎn)過程中都有一道表面處理的工序，表面噴漆或噴粉、在其中占了相當大的比例。在自動噴涂生產(chǎn)線上，待處理的工件掛在輸送鏈上，被源源不斷地被帶到噴粉或噴漆區(qū)，噴粉槍或噴漆槍作垂直上下往復運動連續(xù)不斷為的工件噴上一層均勻的涂層。

涂裝往復機是自動噴涂生產(chǎn)線必不可少的裝備，它是專門為自動噴粉和自動噴漆系統(tǒng)配備的，自動噴槍（一般可安裝2-4把噴槍）裝在端部的固定支架上，往復機控制裝置的功能是驅(qū)動噴粉槍或噴漆槍按照預(yù)先編制好的程序連續(xù)不斷地作垂直上下或左右往復運動。

現(xiàn)在多數(shù)的涂裝生產(chǎn)線在實際運行過程中，只要輸送鏈一開，不管有沒有輸送鏈上有沒有工件、工件的外形尺寸及規(guī)格有無變化，噴槍一直按人工設(shè)定的單一行程往復運行并且不間斷地噴漆，這樣既不經(jīng)濟更不環(huán)保，因為即使再環(huán)保的涂料在噴涂后一段時間內(nèi)對人也是有害的，而涂裝生產(chǎn)線的有些人是配備防毒面具甚至全身防護服的，另外涂料價格也不菲。造成這個結(jié)果的原因是這些涂裝生產(chǎn)線使用噴涂升降往復機必須人工起停和設(shè)定往復行程，無探測工件功能，也不能面對形狀復雜的工件。

在運行過程中，會有下列幾種情況：

1. 涂裝生產(chǎn)線輸送鏈上吊掛工件一直是單一的一種，在整個過程中，噴槍的運動的行程、速度不需改變；

2. 工件外形尺寸整個過程中是變化的；

3.復雜工件，如卡車車門的未成品，其有些位置（裝玻璃的地方）是不需要噴漆的，噴槍在往復行程的某一區(qū)間不噴漆；

4. 輸送鏈上吊掛工件的間距較大，為了省漆，噴槍在有的時候要關(guān)閉。

現(xiàn)有的多數(shù)噴漆、噴粉自動升降往復機控制裝置只有1中的功能。

因此，針對上述技術(shù)問題，有必要提供一種涂裝往復機控制系統(tǒng)及控制方法。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種涂裝往復機控制系統(tǒng)及控制方法，其可節(jié)約成本，減少污染。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實施例提供的技術(shù)方案如下：

一種涂裝往復機控制系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括若干沿預(yù)定軌道往復運動的噴槍以及驅(qū)動所述噴槍運動的驅(qū)動電機，所述系統(tǒng)還包括：

絕對值編碼器，用于檢測噴槍位置；

超聲波探測接近開關(guān)，每個噴槍上對應(yīng)設(shè)置有一個超聲波探測接近開關(guān)，用于檢測工件是否到達涂裝區(qū)；

可編程控制器，用于接收絕對值編碼器和超聲波探測接近開關(guān)的檢測信號，并處理后生成指令；

變頻器，接收可編程控制器的指令，控制噴槍往復運動的行程及速度；

觸摸屏，用于顯示及控制噴槍運行信息；

開關(guān)電源，用于為系統(tǒng)提供電源。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述可編程控制器上連接有隔離變壓器。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述開關(guān)電源為單相AC220V輸入，DC24V6A輸出。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述變頻器的工作電源為單相220V或三相380V。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述變頻器上還設(shè)有制動電阻。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述制動電阻的額定功率為1KW，當工作電源為單相220V時，制動電阻為100Ω，當工作電源為三相380V時，制動電阻為400Ω。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述可編程控制器為32EHR2，變頻器為DVP015B22A或DVP015B43B。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述可編程控制器通過RS485通信方式與外部模塊進行通信。

相應(yīng)地，一種涂裝往復機控制方法，所述方法包括：

S1、通過光柵門測出的數(shù)據(jù)確定各個噴槍往復運動的行程及速度；

S2、判斷各個區(qū)間內(nèi)噴槍前方是否出現(xiàn)待涂裝的工件，若出現(xiàn)，該區(qū)間內(nèi)的噴槍工作進行涂裝，若未出現(xiàn)，該區(qū)間內(nèi)的噴槍不工作；

S3、待涂裝的工件經(jīng)過全部區(qū)間，涂裝結(jié)束。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述方法還包括：

判斷待涂裝的工件是否為特殊規(guī)格，若是，噴槍在整個行程中工作，若否，噴槍按照步驟S2中的步驟工作。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明的涂裝往復機控制系統(tǒng)及控制方法可有效地減少涂料的浪費，進而減少對環(huán)境的污染，有效應(yīng)對小品量多品種的工件，并能夠提高生產(chǎn)效率，減少用工，取得經(jīng)濟效益和社會效益的雙豐收。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明中記載的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明涂裝往復機控制系統(tǒng)的模塊示意圖；

圖2為本發(fā)明一具體實施方式中涂裝往復機控制系統(tǒng)的電路原理圖；

圖3為本發(fā)明一具體實施方式中涂裝往復機控制方法的流程示意圖。

具體實施方式

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明中的技術(shù)方案，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應(yīng)當屬于本發(fā)明保護的范圍。

參圖1所示，本發(fā)明的一種涂裝往復機控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括若干沿預(yù)定軌道往復運動的噴槍11以及驅(qū)動對應(yīng)噴槍運動的驅(qū)動電機12，驅(qū)動電機驅(qū)動噴槍作水平往復運動或升降往復運動，該系統(tǒng)還包括：

絕對值編碼器13，用于檢測噴槍位置；

超聲波探測接近開關(guān)（未圖示），每個噴槍上對應(yīng)設(shè)置有一個超聲波探測接近開關(guān)，用于檢測工件是否到達涂裝區(qū)；

可編程控制器10，用于接收絕對值編碼器和超聲波探測接近開關(guān)的檢測信號，并處理后生成指令；

變頻器14，接收可編程控制器的指令，控制噴槍往復運動的行程及速度；

觸摸屏15，用于顯示及控制噴槍運行信息；

開關(guān)電源16，用于為系統(tǒng)提供電源。

本發(fā)明以可編程控制器（PLC）10為控制核心，以高性能絕對值編碼器13為檢測噴槍位置傳感器，以超聲波探測接近開關(guān)作為檢測工件到達到達噴漆區(qū)的傳感器，PLC接受來自各傳感器的信號，經(jīng)CPU處理后以RS485通信方式發(fā)指令給變頻器，控制噴槍往復運動的行程和速度，同時控制噴槍噴漆的時機。PLC通過RS485通信方式接受上位機和其他PLC發(fā)出的信息和指令。所有信息可在觸摸屏上顯示，觸摸屏上可進行相關(guān)信息輸入和操作。

以下結(jié)合圖2所示，對本發(fā)明一具體實施方式中的控制系統(tǒng)作詳細說明。

絕對值編碼器13，選用E6C3-AG5C，檢測噴槍位置；

超聲波探測接近開關(guān)，選用3RG6 BERO，檢測工件是否到達涂裝區(qū)，本實施方式中包括4個噴槍，每個噴槍對應(yīng)設(shè)有一個超聲波探測接近開關(guān)；

可編程控制器（PLC）10選用32EHR2，其包括主電源、附屬電源、輸入端子及輸出端子，主電源上連接有隔離變壓器，隔離變壓器101選用JBK3-100 、AC220/AC220型號。絕對值編碼器13以及超聲波探測接近開關(guān)（未圖示）分別與輸入端子相連，進行信號傳輸，經(jīng)CPU處理后以RS485通信方式發(fā)指令給變頻器，控制噴槍往復運動的行程和速度，同時控制噴槍噴漆的時機。

開關(guān)電源16，本實施方式中為直流電源，單相AC220V輸入，DC24V6A輸出；

觸摸屏15，選用BOP-B07S411，用于顯示及控制噴槍運行信息，并進行相關(guān)信息輸入和操作；

變頻器14，選用DVP015B22A或DVP015B43B，變頻器14與驅(qū)動電機12相連，通過驅(qū)動電機12控制噴槍往復運動的行程及速度。本實施方式中變頻器的工作電源為單相220V或三相380V，變頻器14上還設(shè)有制動電阻141，制動電阻的額定功率為1KW，當工作電源為單相220V時，制動電阻為100Ω，當工作電源為三相380V時，制動電阻為400Ω。

本實施方式中涂裝往復機控制系統(tǒng)的性能指標如下：

1、噴槍往復運行速度可通過在觸摸屏用數(shù)字或通過變頻器頻率設(shè)定電位器設(shè)定，也可以通過RS485通信在運行中設(shè)定，噴槍往復運行速度可通過在觸摸屏或通過RS485通信實時監(jiān)控，噴槍最大往復運行速度60米/分；

2、噴槍的工作行程可以通過在觸摸屏用數(shù)字設(shè)定，或以手動將噴槍移動到行程的目測上或下(右或左，用于水平往復時)終點時，在觸摸屏按鍵確定；也可以通過RS485通信設(shè)定。

3、在噴涂的工件規(guī)格有變化時，可編程控制器PLC可以接受RS485通信的指令，隨時改變噴槍的工作行程，隨時改變噴槍的移動速度。

4、在一個往復行程中可以設(shè)置幾個區(qū)間，可以任意設(shè)置其中一至二個區(qū)間噴槍不工作（即不噴漆），也就是可以應(yīng)對形狀比較復雜的工件，也可設(shè)置在一個往復行程中只有一半時間噴槍工作，以節(jié)約涂料。

可選擇只在工件出現(xiàn)在噴槍噴漆或噴粉所及的范圍時讓噴槍工作（一般涂裝專用升降機裝備4支噴槍，可以在掛在輸送鏈上的工件進入噴槍噴漆或噴粉所及的范圍時依次開啟1至4號噴槍，在工件將移出噴槍噴漆或噴粉所及的范圍時依次關(guān)閉1至4號噴槍）。這樣可以顯著地節(jié)約涂料和減少生產(chǎn)成本，更重要的是最大程度地降低了對環(huán)境的污染，也可使生產(chǎn)車間的空氣狀況明顯改善。

5、由于編制了完善的保護程序，驅(qū)動電機上無須安裝與噴房開口等高的上下限位保護開關(guān)也能保證噴槍運動不沖出極限位置造成損害。在檢測位置傳感器故障或因其他原因造成位置傳感器不能正常工作時，變頻器會受到指令，緊急制動停機，報警器響。

6、觸摸屏上可顯示故障原因，查找故障記錄，提供維修指導，通過RS485通信也可查找故障記錄，觸摸屏上還可記錄累計運行時間。

7、往復機控制裝置使噴槍往復運動速度均勻，在轉(zhuǎn)向時無明顯停頓，從而工件噴涂質(zhì)量優(yōu)良，噴漆涂層厚度均勻。

8、只需涂裝自動化生產(chǎn)線上裝一個光柵門，工件在通過光柵門時，光柵會測量出它的長度和離地高度，中間有無空缺（如車門并將相關(guān)信息通過RS485通信每隔0.1秒傳給往復機控制裝置一次，光柵門離噴槍的距離和輸送鏈移動的速度是固定的，往復機控制裝置根據(jù)累計可以描繪出工件輪廓圖，以及該工件到達噴漆區(qū)的大概時間，據(jù)此可以計算出實時調(diào)節(jié)噴槍的往復行程；也可預(yù)先將要加工的每一種工件相關(guān)數(shù)據(jù)和數(shù)量以及通過噴漆區(qū)的次序在觸摸屏輸入，往復機控制裝置在據(jù)此在每一種工件到達噴漆區(qū)可以正確實時調(diào)節(jié)噴槍的往復行程及噴槍的噴漆區(qū)間?？刂蒲b置為4支噴槍都配備了超聲波接近開關(guān)，只有在檢測到工件在該噴槍的噴漆范圍內(nèi)時時此噴槍才噴漆。

結(jié)合圖3所示，本實施方式中涂裝往復機控制方法，具體包括：

通過光柵門測出的數(shù)據(jù)確定各個噴槍往復運動的行程及速度；

判斷各個區(qū)間內(nèi)噴槍前方是否出現(xiàn)待涂裝的工件，若出現(xiàn)，該區(qū)間內(nèi)的噴槍工作進行涂裝，若未出現(xiàn)，該區(qū)間內(nèi)的噴槍不工作；

待涂裝的工件經(jīng)過全部區(qū)間，涂裝結(jié)束。

進一步地，該方法還包括：

判斷待涂裝的工件是否為特殊規(guī)格，若是，噴槍在整個行程中工作，若否，噴槍按照上述步驟工作。

系統(tǒng)進入自動運行后，可編程控制器 PLC通過RS485通信向變頻器發(fā)出指令，噴槍先向上(向右，用于水平往復時)運動，加速，迅即達到設(shè)定運行速度，在到達行程上(右，用于水平往復時)終點一段距離(這個數(shù)值根據(jù)設(shè)定運行速度由PLC計算得出)停車制動，在到達上(右)終點時完全停車，隨即電機反轉(zhuǎn)，噴槍向下(向左，用于水平往復時)運動，加速，迅即達到設(shè)定運行速度，在在到達行程下(左，用于水平往復時)終點一段距離(這個數(shù)值根據(jù)設(shè)定運行速度由PLC計算得出) 停車制動，在到達上(右)終點時完全停車，隨即電機反轉(zhuǎn)，噴槍向上(右，用于水平往復時)運動，加速，迅即達到設(shè)定運行速度…重復上面的過程，噴槍連續(xù)不斷地作垂直上下(水平左右)往復運動直至停車。

由上述方案可以看出，本發(fā)明加速和減速快，加速段和減速段很短，運行過程平穩(wěn)，轉(zhuǎn)向迅速，在變換運動方向時噴槍無明顯停頓，適合于要求較高的工件噴涂。

另外，有些工件因為不適和吊掛在輸送鏈上，而只能用輸送輥道帶到噴漆區(qū)，如經(jīng)過噴丸處理后噴底漆的造船用大面積的厚鋼板（厚度8-10毫米或超過10毫米，面積為8000*1800毫米或更大）及方塊石膏板（500*500毫米，用作天花板，噴漆是最后一道工序）等，在噴漆區(qū)這里，噴漆槍作水平左右往復移動連續(xù)不斷為的工件噴上一層均勻的涂層，在這里的噴涂升降往復機控制裝置加些不大的變動后可驅(qū)動噴漆槍連續(xù)不斷作水平左右往復移動。

由以上技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明的涂裝往復機控制系統(tǒng)及控制方法可有效地減少涂料的浪費，進而減少對環(huán)境的污染，有效應(yīng)對小品量多品種的工件，并能夠提高生產(chǎn)效率，減少用工，取得經(jīng)濟效益和社會效益的雙豐收。

對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實施例的細節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪一點來看，均應(yīng)將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何附圖標記視為限制所涉及的權(quán)利要求。

此外，應(yīng)當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當將說明書作為一個整體，各實施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實施方式。