CN102423737A - 一种用于平板喷涂的数控喷涂装置的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数控喷涂装置的控制方法，主要用于平板喷涂。所述控制方法包括对一种包括五轴喷枪控制装置，公转台机构、A翻转机构、B翻转机构的喷涂装置进行控制。通过该装置的控制输入模块输入平板的长、宽、厚及中空数据，系统信息处理模块可自动顺序生成覆盖整个区域的喷枪运动喷涂轨迹，由输出模块输出喷枪运动轨迹信号进而控制五轴喷枪控制装置对应平板各位置连续进行喷涂，可进行双面喷涂。本控制方法具有喷涂均匀、费料少、操作简单、喷涂效率高及喷涂过程安全的优点。

Description

一种用于平板喷涂的数控喷涂装置的控制方法

技术领域

本发明涉及一种数控喷涂装置控制技术领域，特指一种具有多维的，可实现立体喷涂效果的用于平板喷涂的数控喷涂装置的控制方法。

背景技术

目前平板喷涂，主要是由人工进行喷涂，其喷涂过程危害喷涂工的身体健康，喷涂效率低，喷涂不均匀，涂料浪费严重。也有使用机械手喷涂机的，但机械手价格贵，操作复杂，不能自动生成加工数据，要实现连续喷涂，编程操作难度大，不易学习。

发明内容

为解决以上问题，本发明提供一种多维的、可实现立体喷涂、连续喷涂、高效喷涂的用于平板喷涂的数控喷涂装置。

发明内容为：该装置包含系统控制装置，五轴喷枪控制装置，公转台机构、A翻转机构、B翻转机构，所述系统控制装置与所述上述各装置分别进行电连接，所述多轴喷枪控制装置由X轴、Y轴、Z轴、A轴、B轴组成，用于带动喷枪进行多维立体喷涂。

进一步的所述X轴、Y轴、Z轴、A轴、B轴、都是由步进电机或伺服电机驱动，分别带动喷枪进行水平左右方向、水平前后方向、上下方向、水平旋转方向、垂直旋转方向喷涂运动。

进一步的所述控制装置包含控制输入模块，信息处理模块，及控制输出模块。

进一步的所述公转台机构由平板夹紧装置、和平板旋转装置组成，分A、B两头，用于带动公转台旋转把喷好的平板送出加工区，把未喷好的平板送进加工区，所述平板旋转装置由气缸驱动。

进一步的控制输入模块由按键和显示屏组成。

本数控喷涂装置的控制方法如下：

1、所述数控喷涂设备的喷涂控制步骤为：

A、通过控制输入模块分别输入平板的实际长、宽、厚及中空数据；

B、系统信息处理模块可自动顺序生成覆盖整个喷涂区域的喷枪运动喷涂轨迹；

C、控制输出模块输出喷枪运动轨迹信号控制五轴喷枪控制装置对应平板各位置连续进行喷涂。

D、喷涂完正面后，翻转机构进行翻转以完成另一面的喷涂。

2、如上述1中步骤B所述，系统信息处理模块可根据计算即时得出喷枪的当前坐标位置，确定喷枪当前点，进而自动转变坐标系以连续进行下一顺序轨迹，避免拉枪回原始起点。

3、如上述1中步骤B所述，系统信息处理模块自动生成的覆盖整个喷涂区域的喷枪运动轨迹在喷涂区域边沿处进行自动加宽，并在加宽区域停止喷涂，以保证喷枪在每个线段运动过程始终保持匀速，减少喷涂过程中的堆油及费油现象。

4、如上述1中步骤B所述，系统信息处理模块自动生成的喷涂区域如为平板不同侧边，则在喷完一个侧边后喷枪上下位坐标加一个大于所喷侧边厚度的上空位，然后喷枪转移到另一侧边位置时再减去一个同样厚度的上空位，以防止喷枪撞板。

5、如上述1中步骤D所述，翻转机构在翻转过程中，系统信息处理模块通过计算得出喷枪所在位置，进而以平板的宽度中线为参考点判读喷枪在中线的那一侧，进而选择移动到距离边沿最近的位置，从而避免平板撞到喷枪，实现安全喷涂。

本发明的有益效果为：

1)、喷涂涂料均匀；

2)、喷涂过程中最大限度的减少了材料浪费；

3)、喷涂过程中喷枪处于高速运转过程中，喷涂效率高；

4)、喷涂操作简单；

5)、喷涂过程安全。

附图说明

图1为本数控喷涂机机械结构示意图；

图2为本数控喷涂机内边喷边示意图；

图3为本数控喷涂机确定连续生成过程中每个过程生成的第一个点以减少拉枪现象示意图；

图4为本数控喷涂机喷边安全控制示意图；

图5为本数控喷涂机安全翻转控制示意图。

具体实施方式

本发明数控喷涂装置包含系统控制装置，五轴喷枪控制装置，公转台机构、A翻转机构、B翻转机构，所述系统控制装置与所述上述各装置分别进行电连接，所述多轴喷枪控制装置由X轴、Y轴、Z轴、A轴、B轴组成，用于带动喷枪进行多维立体喷涂，其中X轴、Y轴、Z轴、A轴、B轴、A翻转机构、B翻转机构都是由步进电机或伺服电机驱动，分别带动喷枪进行水平左右方向、水平前后方向、上下方向、水平旋转方向、垂直旋转方向喷涂运动。

所述控制装置包含控制输入模块，信息处理模块，及控制输出模块。

所述公转台机构由平板夹紧装置、和平板旋转装置组成，分A、B两头，用于带动公转台旋转把喷好的平板送出加工区，把未喷好的平板送进加工区，所述平板旋转装置由气缸驱动。

实施方式一：

对平板进行喷面、喷边、喷内边：如图1，在加工过程中，操作员通过控制输入模块输入平板的总体宽，平板的长，及平板的内边长、宽，系统信息处理模块通过生成过程数据进而转换成加工数据通过控制输出模块输出信号进而控制五轴喷枪控制装置、公转台机构24、A翻转机构11、B翻转机构12动作按要求在喷涂区域22内进行喷涂加工。

喷涂过程中可对：喷枪33每次进给的距离、进给方向，平板23正反面、喷枪Z轴高度、A轴水平旋转角度，B轴垂直旋转角度，喷枪33的使能状态进行设置。

如图2为喷内边示意图。

实施方式二：

如图3，确定连续生成过程中每个过程生成的第一个点以减少拉枪现象：在加工过程中，操作员通过控制输入部分输入平板长、宽后，可得到平板中点X与Y的工件坐标值。

门板中点X坐标＝门板宽X÷2；

门板中点Y坐标＝门板长Y÷2；

根据前一个加工数据生成过程的最后一个点，来确定下一个加工数据生成过程的第一个点。

上一生成数据结束点(X1，Y1)，门板中点(X0，Y0)。

若(1)X1＜X0，Y1＜Y0

下一生成过程为，面X正向进给，面Y正向进给，下测边，右测边时生成的第一点为B点。

下一生成过程为，面X负向进给，左侧边时，生成的第一点为C点

下一生成过程为，面Y负向进给，上侧边时，生成的第一点为A点

若(2)X1＜X0，Y1＞Y0

下一生成过程为，面X正向进给，面Y负向进给，上测边，右测边时生成的第一点为A点。

下一生成过程为，面X负向进给，左侧边时，生成的第一点为D点

下一生成过程为，面Y正向进给，下侧边时，生成的第一点为B点

若(3)X1＞X0，Y1＜Y0

下一生成过程为，面X负向进给，面Y正向进给，左测边，下测边时生成的第一点为C点。

下一生成过程为，面X正向进给，右侧边时，生成的第一点为B点

下一生成过程为，面Y负向进给，上侧边时，生成的第一点为D点

若(4)X1＞X0，Y1＞Y0

下一生成过程为，面X负向进给，面Y负向进给，左测边，上测边时生成的第一点为D点。

下一生成过程为，面X正向进给，右侧边时，生成的第一点为A点

下一生成过程为，面Y正向进给，下侧边时，生成的第一点为C点

具体步骤为：

(1)面Y正向进给，结束点为2→

(2)左侧边喷一次，该过程第一点为3，结束点为4→

(3)下侧边喷两次，该过程第一点为5，结束点为5→

(4)上侧边喷一次，该过程第一点为6，结束点为7→

(5)面X正向进给，该过程第一点为8，结束点为9

实施方式三：

对加速过程中的堆油进行解决：在喷涂加工过程中一般喷枪处于高速运动，喷枪无法始终保持匀速运动。所以每个直线段在运动时需要一个加速和减速过程。而在喷涂平板上的直线时，会因为头尾加速段的速度不均匀造成堆油现象。

为了解决这种堆油现象，我们对平板喷面进给方向两侧进行左加宽和右加宽，在平板的喷边两侧进行左加宽和右加宽。这样每条喷枪喷涂的直线的头尾端都进行了沿长。头尾的沿长线用来做加减速过程，当喷枪进入平板时以完成加速过程，处匀速状态，喷涂效果均匀。

但是喷枪若在加速阶段就开启油漆必然会喷到平板的外面，造成油漆浪费。所以我们设定开枪延后使能距离和一个关枪提前使能距离，使喷枪进入平板后才开启喷涂，使喷枪离开平板后进入减速段前关闭喷枪。

实施方式四：

如图4，对喷边安全进行控制：当喷枪喷涂完一边直接移动到平板的另一边时会撞上门板，或当喷枪喷涂完一个面，前住喷边时，由于喷边的位置较低也可能产生喷枪撞上平板。

所以我们提出这样的解决方法，在一次喷边过程(一次过程喷边可能喷N次)中，对喷边过程的第一点前加一个上空位，在喷边过程结束最后一个点上加一个上空位。

首先，当喷涂完一个面时，喷枪在位置01，下一个过程为喷边，喷枪先是移动到03位置的上方02位置，再移动到03位置，然后跟据该过程设定的喷边次数在03位置和05位置之间来回喷涂，若喷N次后停在04位置，喷枪先提高到位置05，在进行下一点的喷边或喷面操作。

Z方向安全位置计算公式如下：

(1)当喷枪从其它喷涂过程进入喷边过程时

Z方向安全位置＝喷边过程第一点Z坐标+Z喷边位移：

其它坐标与喷边过程第一点一致；

(2)当喷枪完成喷边过程时

Z方向安全位置＝喷边过程最后一点Z坐标+Z喷边位移

其它坐标与喷边过程最后一点一致；

实施方式五：

安全进行翻转控制：当对平板喷完正面后，通过翻转机构对平板进行翻转，但平板翻转过程喷枪如果停止不动，那必然会使翻转的门撞上喷枪，若翻转过程中喷枪跑到固定的点或起点，那必然会浪费大量的空移时间。

如图5，加紧装置44加紧平板，安全区间在平板的两边，在翻转过程中，我们只移动X轴，用最短的距离把喷枪移动到两个安全区间，通过平板的宽X，我们可以得到平板的中间坐标，若在平板翻转时，喷枪X坐标位置在门板中间点的X坐标的左边时，喷枪在X方向向左移到安全区域在执行翻转。若喷枪X坐标位置在平板中间点的X坐标右边时，喷枪在X方向向右移到安全区域在执行翻转：

(1)若喷枪翻转前在A0点，则喷枪移动到A1点

(2)若喷枪翻转前在B0点，则喷枪移动到B1点

(3)若喷枪翻转前在C0点，则喷枪移动到C1点

(4)若喷枪翻转前在D0点，则喷枪移动到D1点

喷枪移动到安全位置的公式为：

(1)当前喷枪在平板中间X坐标左边

X安全位置＝X起点+平板宽X+X翻转位移

(2)当前喷枪在平板中间X坐标右边

X安全位置＝X中点距离-平板宽X/2-翻转位移。

其它轴位置不变。

Claims (5)

1.一种用于平板喷涂的数控喷涂装置包括系统控制装置，五轴喷枪控制装置，喷枪、公转台机构、A翻转机构、B翻转机构，所述系统控制装置与所述上述各装置分别进行电连接，所述多轴喷枪控制装置由X轴、Y轴、Z轴、A轴、B轴组成；所述数控喷涂装置的控制方法，其特征在于：所述控制步骤为：

A、通过控制输入装置分别输入平板的实际长、宽、厚及中空数据；

B、系统信息处理模块可自动顺序生成覆盖整个喷涂区域的喷枪运动喷涂轨迹；

C、控制输出模块输出喷枪运动轨迹信号控制五轴喷枪控制装置对应平板各位置连续进行喷涂。

D、喷涂完正面后，翻转机构板进行翻转以完成另一面的喷涂。

2.如权利要求1所述用于平板喷涂的数控喷涂装置的控制方法，其特征在于：步骤B中所述系统信息处理模块可根据计算即时得出喷枪的当前坐标位置，确定喷枪当前点，进而自动转变坐标系以连续进行下一顺序轨迹，避免拉枪回原始起点。

3.如权利要求1所述用于平板喷涂的数控喷涂装置的控制方法，其特征在于：步骤B中所述系统信息处理模块自动生成的覆盖整个喷涂区域的喷枪运动轨迹在喷涂区域边沿处进行自动加宽，并在加宽区域停止喷涂，以保证喷枪在每个线段运动过程始终保持匀速，减少喷涂过程中的堆油及费油现象。

4.如权利要求1所述用于平板喷涂的数控喷涂装置的控制方法，其特征在于：步骤B中所述系统信息处理模块自动生成的喷涂区域如为平板不同侧边，则在喷完一个侧边后喷枪上下位坐标加一个大于所喷侧边厚度的上空位，然后喷枪转移到另一侧边位置时再减去一个同样厚度的上空位，以防止喷枪撞板。

5.如权利要求1所述用于平板喷涂的数控喷涂装置的控制方法，其特征在于：步骤D中所述翻转机构在翻转过程中，系统信息处理模块通过计算得出喷枪所在位置，进而以平板的宽度中线为参考点判读喷枪在中线的那一侧，进而选择移动到距离边沿最近的位置，从而避免平板撞到喷枪，实现安全喷涂。

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