CN101934257B - 皮革自动喷涂机和自动喷涂方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种皮革自动喷涂机和自动喷涂方法，该自动喷涂方法包括以下步骤：将喷涂机的喷涂宽度划分为若干喷涂区域，并在各喷涂区域上设置至少一喷枪；在喷涂之前，采集皮革的形状信息，并据此分析出皮革所在的喷涂区域、以及该喷涂区域所在的喷枪的开始喷涂时间和喷涂总时间；以及控制皮革所在的各喷涂区域的喷枪在开始喷涂时间开始喷涂、并且在喷涂总时间完成时停止喷涂。本发明实现了皮革喷涂的自动控制，节约了涂料的使用，可通过改变程序灵活实现系统控制，大幅度降低了生产成本，提高了产品品质和生产效率，同时满足了现代社会对工业生产提出的环保和安全要求。

Description

皮革自动喷涂机和自动喷涂方法

技术领域

本发明涉及一种给皮革进行表面喷浆的皮革自动喷涂机，本发明还涉及一种皮革自动喷涂方法。

背景技术

皮革喷涂是皮革生产的一道关键工序。皮革喷涂质量的好坏对皮革的质量有很大的影响，在皮革生产工艺中占有很重要的地位。

喷涂机是一种涂装设备，是将涂料分散成雾状喷涂于被涂物表面的一种机械设备。喷涂机主要由涂料供给机构、喷枪和雾化发生源构成。雾化发生源因不同类型、喷涂机而异：空气喷涂机的雾化发生源由空气压缩机、输气管、空气油水分离器和贮气罐组成；无空气喷涂机雾化发生源由动力源和高压泵组成。静电喷涂机的雾化发生源由高频高压静电发生器组成。工作机构包括装备有喷头的喷室、载革传送带等。

在目前的皮革喷涂机中，喷枪通常采用往复运动的方式和旋转喷涂的方式，实现涂料的连续喷涂，在此过程中，涂料(或者称为浆料)浪费较严重。因此，有必要提供一种新的喷涂方式和设备，以克服涂料浪费的问题。

发明内容

本发明目的在于提供一种皮革自动喷涂机，以实现喷涂的精确控制，节省涂料。

本发明的目的还在于提供一种皮革自动喷涂方法，以实现对皮革喷涂的精确控制。

为此，本发明一方面提供了一种皮革自动喷涂机，其包括皮革传送系统、喷涂系统、以及控制系统，其中，该喷涂系统包括：沿喷涂宽度排列的一组喷枪、向一组喷枪提供涂料的涂料供给机构、以及控制各喷枪启闭的阀组，其中，一组喷枪将喷涂宽度划分为若干喷涂区域；该控制系统包括：沿皮革传送方向在一组喷枪的上游设置的皮革图像检测器、和与皮革图像检测器电连接的控制器，其中，控制器用于根据皮革图像检测器提供的图像信息计算出皮革所在的喷涂区域、以及喷涂区域所在的喷枪的开始喷涂时间和喷涂总时间，并且据此控制阀组的启闭。

进一步地，上述控制器包括：用于皮革的图像信息的采集和处理的工控机，以及用于控制阀组和皮革传送系统的可编程逻辑控制器。

进一步地，上述喷涂机为有气喷涂机。

进一步地，上述喷涂机为无气喷涂机。

进一步地，上述皮革图像检测器为CCD相机。

进一步地，上述皮革传送系统包括机架、载革传送带和驱动电机，其中，驱动电机与变频器电连接，变频器与控制器电连接。

进一步地，上述一组喷枪设置在喷室中。

进一步地，上述各喷涂区域上设有至少一喷枪。

进一步地，上述一组喷枪呈直线型或V型排列。

根据本发明的另一方面，提供了一种皮革自动喷涂方法，其包括以下步骤：将喷涂机的喷涂宽度划分为若干喷涂区域，并在各喷涂区域上设置至少一喷枪；在喷涂之前，采集皮革的形状信息，并据此分析出皮革所在的喷涂区域、以及该喷涂区域所在的喷枪的开始喷涂时间和喷涂总时间；以及控制皮革所在的各喷涂区域的喷枪在开始喷涂时间开始喷涂、并且在喷涂总时间完成时停止喷涂。

在本发明中，将喷涂机的喷涂宽度划分为若干喷涂区域，每个喷涂区域内的喷枪单独控制，利用工业CCD自动检测皮革的有无和形状，实现各喷涂区域内喷枪的自动启闭，如此实现了皮革喷涂的自动精确控制，节约了涂料的使用。通过改变程序灵活实现系统控制，大幅度降低了生产成本，提高了产品品质和生产效率，同时满足了现代社会对工业生产提出的环保和安全要求。

除了上面所描述的目的、特征、和优点之外，本发明具有的其它目的、特征、和优点，将结合附图作进一步详细的说明。

附图说明

构成本说明书的一部分、用于进一步理解本发明的附图示出了本发明的优选实施例，并与说明书一起用来说明本发明的原理。图中：

图1示出了根据本发明优选实施例的皮革自动喷涂机的结构示意图；

图2示出了根据本发明的皮革自动喷涂机的控制器的示意图；

图3示出了根据本发明的皮革自动喷涂机的皮革传送系统的示意图；以及

图4示出了根据本发明的皮革自动喷涂方法的流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

图1示出了根据本发明优选实施例的皮革自动喷涂机的结构示意图。如图1所示，本发明的皮革自动喷涂机包括皮革传送系统、喷涂系统和控制系统。

在图1所示的优选实施例中，喷涂机属于有气喷涂机，喷涂系统主要包括空气压缩机1、压力桶2、阀组(即一组电磁阀)3、以及一组喷枪4。其中，空气压缩机1和压力桶2构成涂料供给机构，阀组3用于控制喷枪的开启和关闭。在其它实施例中，喷涂机的类型可以是无气喷涂机。

皮革传送系统主要包括传送电机5、载革传送带6和机架10。控制系统主要包括控制器和图像检测器例如CCD相机7。其中，控制器优选由工控机8和设置在控制箱9中的可编程逻辑控制器(PLC)构成。工控机负责数据计算，而PLC负责现场控制。

对于本发明的喷涂系统而言，喷枪的设置对于喷涂的精确控制是非常重要的。具体地，根据喷涂宽度，将一组喷枪沿载革传送带6的横向排列，以将载革传送带6沿宽度方向分成若干喷涂区域，各喷枪控制一个喷涂区域，每个喷枪由电磁阀3单独控制，根据该喷涂区域内皮革的有无和长度，实现喷枪的自动启闭，如此可避免涂料的浪费。

这里所提到的“横向排列”是指喷枪沿载革传送带的有效喷涂宽度间隔排列，其排列方向不局限于垂直于皮带传送方向即载革传送带的宽度方向，例如与皮带传送方向呈一非90°的夹角；其排列方式也不限于直线排列，例如，一组喷枪可以呈V型排列，例如居中的喷枪沿皮带传送方向位置靠前、两侧的喷枪沿皮带传送方向位置靠后，此时更符合皮革的形状特征，即皮革的中间部分通常凸出一些。

可以理解，在本发明中，各喷涂区域中可设置一个以上的喷枪，以在一次载革传送过程中实现两至多次喷涂。其中沿皮革传送方向布置的后一喷枪的喷涂启停时间可根据前一喷枪的启停时间来确定，例如延迟一喷涂时间，如此可简化多次喷涂的工艺控制。

上述一组喷枪设置在喷室12中，该喷室12可起到与外界隔离的作用，以减少对工作环境的污染。

图2示出了根据本发明的自动化皮革喷涂机的控制箱的示意图。该控制箱9内除了包括PLC之外，还包括与传送电机5电连接的变频器，该控制箱9内还可包括电源系统和显示屏。

工业CCD相机7设置在载革传送带上方，并且位于一组喷枪的沿皮革传送方向的上游，当有皮革通过时，由其实现皮革形状的自动检测。CCD相机7与工控机8电连接，CCD相机获取的皮革图像由工控机8进行采集和处理，以确定需要喷涂操作的喷枪的序号N和喷枪的开始喷涂时间和喷涂总时间(或者终止喷涂时间)。

在图2所示的控制箱的面板上，示出了供监视的四个喷枪，即喷枪1及指示、喷枪2及指示、喷枪3及指示和喷枪4及指示中的喷枪A1、喷枪A2、喷枪A3和喷枪A4(如图1所示)。在喷涂宽度一定的情况下，增加喷涂区域可使喷涂控制更加精细化。

在图2所示的控制箱的面板上，还示出了与变频器相关的变频启动按钮、变频停止按钮和变频器故障指示灯。利用变频器，可以改变传送电机5的转速，进而调整载革传送带6的传送速度。通过调整载革传送带6的传送速度，可实现皮革的喷涂厚度的调节。

在图2所示的控制箱的面板上，还示出了与压力桶(即料筒)2相关的料筒气泵启动按钮、料筒气泵停止按钮、料筒压力就绪指示和料筒缺料报警指示灯。此外，还示出了与喷涂机电器控制相关的电器系统电源指示、控制系统电源指示、工作按钮、停止按钮和电源控制按钮。

图3示出了根据本发明的自动化皮革喷涂机的皮革传送系统的示意图，图4示出了根据本发明的自动化皮革喷涂方法的流程图。如图3和图4所示，当喷涂机启动后，空气压缩机1开始工作，当压力达到一定时，压力桶2开始供料，同时PLC控制皮革传送电机5带动载革传送带6上的皮革11向前运动。

皮革11通过工业CCD相机7时，CCD相机7通过感应光通量的变化感知皮革的图像信息(皮革的长宽)，将这些信息传送给工控机8，工控机8将皮革图像信息进行采集和处理，计算出各喷涂区域的喷枪的开始喷涂时间以及喷涂总时间，如式(1)所示。

$\left\{\begin{array}{c}{t}_0=\frac{L-\frac{1}{2}Y}{v}\\ \mathrm{\Δt}=\frac{Y}{v}\end{array}\right.---\left(1\right)$

在表达式(1)中，t₀代表喷枪开始喷涂时间，Δt代表喷涂的总时间，L代表工业CCD相机和喷枪的距离，Y代表皮革的长度，v代表皮革的传送速度，其中，参数L、Y和V在图3中示出。

工控机8将数据送达PLC，PLC将分别控制各个喷枪的启闭，保证皮革在经过喷枪的时候喷出涂料，以满足不同形状皮革的需要。

喷枪的自动喷涂流程如图4所示，包括以下步骤：

步骤S11：系统初始化。即工控机和PLC获取喷涂机的初始参数，例如载革传送带的传送速度、CCD相机和喷枪的距离等；

步骤S12：CCD相机获取图像信息，该图像信息包括皮革形状信息和周围的背景信息；

步骤S13：工控机对CCD相机获取的图像信息进行采集和处理，以获得其中的皮革尺寸信息；

步骤S14：工控机根据皮革尺寸信息选择喷枪N、计算喷枪的开始喷涂时间和喷涂总时间(或终止喷涂时间)。例如选择一组喷枪A1～An中的喷枪A1、喷枪A2、喷枪A3和喷枪A4，以及各喷枪的开始喷涂时间和喷涂总时间；

步骤S15：判断喷枪An对应区域有无皮革，即PLC根据工控机提供的信息判断喷枪An(n＝1......n)所对应区域内有无皮革，若没有皮革，跳转至步骤S19，即该喷枪停止工作；

步骤S16：当喷枪An有皮革时，对喷涂开始时间进行判断，当未到达喷涂时间时，返回至步骤S15；

步骤S17：当步骤S16中的判断结果为达到喷涂时间时，喷枪工作；

步骤S18：对喷枪的终止时间进行判断，当未到达喷涂终止时间时，喷枪继续工作；

步骤S19：当步骤S18判断结果为到达终止时间时，喷枪停止工作。

通过以上描述可以看出，在本发明中，根据喷涂宽度，每把喷枪对应一个喷涂区域并且单独控制，利用工业CCD自动检测皮革的有无和形状，实现各喷枪的自动启闭，如此实现了皮革喷涂的自动控制，节约了涂料的使用。通过改变程序灵活实现系统控制，大幅度降低了生产成本，提高了产品品质和生产效率，同时满足了现代社会对工业生产提出的环保和安全要求。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种皮革自动喷涂机，包括皮革传送系统和喷涂系统，其特征在于，还包括控制系统，其中

所述喷涂系统包括：沿喷涂宽度排列的一组喷枪、向所述一组喷枪提供涂料的涂料供给机构、以及控制各所述喷枪启闭的阀组，其中，所述一组喷枪将所述喷涂宽度划分为若干喷涂区域；

所述控制系统包括：沿皮革传送方向在所述一组喷枪的上游设置的皮革图像检测器、和与所述皮革图像检测器电连接的控制器，

其中，所述控制器用于根据所述皮革图像检测器提供的图像信息计算出所述皮革所在的喷涂区域、以及所述喷涂区域所在的喷枪的起始喷涂时间和喷涂总时间，并且据此控制所述阀组的启闭。

2.根据权利要求1所述的皮革自动喷涂机，其特征在于，所述控制器包括：用于皮革的图像信息的采集和处理的工控机，以及用于控制所述阀组和所述皮革传送系统的可编程逻辑控制器。

3.根据权利要求1所述的皮革自动喷涂机，其特征在于，所述喷涂机为有气喷涂机。

4.根据权利要求1所述的皮革自动喷涂机，其特征在于，所述喷涂机为无气喷涂机。

5.根据权利要求1所述的皮革自动喷涂机，其特征在于，所述皮革图像检测器为CCD相机。

6.根据权利要求1所述的皮革自动喷涂机，其特征在于，所述皮革传送系统包括机架、载革传送带和驱动电机，其中，所述驱动电机与变频器电连接，所述变频器与所述控制器电连接。

7.根据权利要求1所述的皮革自动喷涂机，其特征在于，所述一组喷枪设置在喷室中。

8.根据权利要求1所述的皮革自动喷涂机，其特征在于，各所述喷涂区域上设有至少一喷枪。

9.根据权利要求1所述的皮革自动喷涂机，其特征在于，所述一组喷枪呈直线型或V型排列。

10.一种皮革自动喷涂方法，其特征在于，包括以下步骤：

将喷涂机的喷涂宽度划分为若干喷涂区域，并在各喷涂区域上设置至少一喷枪；

在喷涂之前，采集皮革的形状信息，并据此分析出皮革所在的喷涂区域、以及该喷涂区域所在的喷枪的开始喷涂时间和喷涂总时间；以及

控制所述皮革所在的各喷涂区域的喷枪在所述开始喷涂时间开始喷涂、并且在所述喷涂总时间完成时停止喷涂。

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