CN102631999B - 一种真空静电喷涂控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种真空静电喷涂控制系统，包括静电喷涂系统控制电路和红外线烘烤器，还包括控制器、控制面板电路、真空泵控制电路、抽气系统电路、入气系统电路、真空缸的真空度采集电路、真空缸的烘烤温度采集电路和真空缸主轴转动变频驱动电路。本发明实现了将机件表面喷涂前预处理、真空静电喷涂、油漆固化、废漆及溶液回收等一系列的工艺集于一体，提高了喷涂效果，确保了产品质量，实现了环保、减排，降低了生产成本。

Description

一种真空静电喷涂控制系统

技术领域

本发明属于一种喷涂控制系统，具体涉及一种真空静电喷涂控制系统。

背景技术

汽车、摩托车、家用电器、五金家具、玩具等各个行业都涉及到喷涂工艺。长期以来，传统喷漆行业的工艺不仅效率低、耗能高、质量差、污染大，而且对于废漆的回收处理等问题没有很好解决，与现代社会所提倡的和谐、文明、可持续发展战略相违背。为了符合社会的发展，近年来发明了静电喷涂，但是现有的静电喷涂装置简陋，气压不稳定，无法控制气流方向，使需要吸附到目标工件的雾状涂敷材料无法送到涂敷工作段；又因喷枪在喷涂的时候带进大量空气，使喷涂作业不能在相对稳定的情况下完成，不仅造成工件的喷涂效果参差不一，而且还造成了材料的浪费和环境的污染。

发明内容

本发明的目的是提供一种将机件表面喷涂前预处理、真空静电喷涂、油漆固化、废漆及溶液回收等一系列工艺集于一体的控制系统，并保证真空静电喷涂一体化设备及工艺采用在适合的真空度下进行静电喷涂。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案为：

一种真空静电喷涂控制系统，包括静电喷涂系统控制电路和红外线烘烤器，还包括控制器、控制面板电路、真空泵控制电路、抽气系统电路、入气系统电路、真空缸的真空度采集电路、真空缸的烘烤温度采集电路和真空缸主轴转动变频驱动电路；控制器的输入端分别与控制面板电路、真空度采集电路和烘烤温度采集电路的输出端相连，控制器的输出端分别与真空泵控制电路、抽气系统电路、入气系统电路、静电喷涂系统控制电路、红外线烘烤器和真空缸主轴转动变频驱动电路的输入端相连。

所述的一种真空静电喷涂控制系统，其所述控制器由模拟量采集模块、模拟量输出模块、继电器输入模块和继电器输出模块构成，所述模拟量采集模块分别与真空度采集电路、烘烤温度采集电路和入气系统电路的输出端相连，所述继电器输入模块与面板电路的输出端相连，所述模拟量输出模块分别与入气系统电路、红外线烘烤器电路及真空缸主轴转动变频驱动电路相连，所述继电器输出模块分别与真空泵控制电路、抽气系统电路、入气系统电路、静电喷涂系统控制电路和红外线烘烤器电路相连。

本发明还可以通过以下技术方案实现：

所述的一种真空静电喷涂控制系统，还包括报警器电路，报警器电路与控制器输出端相连。

所述的一种真空静电喷涂控制系统，还包括维持泵电路和离心泵电路，所述维持泵电路和离心泵电路与控制器输出端相连。

所述的一种真空静电喷涂控制系统，其所述抽气系统电路内至少设有两个出气阀,所述两个出气阀分别设在真空缸的抽气管道上；所述入气系统电路内至少设有一个进气阀、流量计和流量阀,所述进气阀、流量计和流量阀分别设在真空缸的入气管道上。

所述的一种真空静电喷涂控制系统，其所述真空度采集电路内至少设有两个真空度变送器，所述烘烤温度采集电路内至少设有两个温度变送器，分别设在真空缸的上、下位置。通过在真空缸上、下位置检测出来的数据更准确。

所述的一种真空静电喷涂控制系统，其所述继电器输出模块控制真空泵控制电路、抽气系统电路上的两个出气阀、入气系统电路上的进气阀、静电喷涂系统控制电路、报警器电路、红外线烘烤器电路、维持泵电路和离心泵电路的开、关状态；所述继电器输入模块接收控制面板电路的输出信号及报警信号。

所述的一种真空静电喷涂控制系统，其所述模拟量采集模块采集0～5V或者4～20mA的直流电量信号，所述模拟量采集模块接收真空度变送器、温度变送器和入气系统电路上的流量计采集的信息。

真空度变送器可以将真空压力信号转换为模拟电压信号，温度变送器可以将温度信号转换为模拟电压信号。

所述的一种真空静电喷涂控制系统，其所述模拟量输出模块控制入气系统电路上的流量阀的开度、红外线烘烤器电路上的红外线烘烤器的烘烤温度和真空缸主轴转动变频驱动电路。

模拟量输出模块可以输出标准的电压电流信号，通过控制器控制输出，将信号给定到入气系统电路，从而控制流量阀的开度，将信号给定到红外线烘烤器电路，控制红外线烘烤器的烘烤温度，将信号给定到真空缸主轴转动变频驱动电路，从而控制真空缸主轴的转速。

所述的一种真空静电喷涂控制系统，其所述控制器包括手动模式和自动模式，通过控制面板电路来实现手动模式和自动模式的转换。

本发明采用在真空环境下进行喷涂，在喷涂作业的时候，通过真空缸主轴转动变频驱动电路来调整真空缸自转转盘和公转转盘的转速；通过离心泵对真空缸内的空气进行抽尘；通过真空度采集电路实时采集真空缸内的真空度，根据真空度值的变化，开启真空泵，相应的打开或关闭抽气系统的阀门和入气系统的阀门，通过抽气管道和入气管道实现真空缸内的目标真空度；通过流量计检测风流量，从而控制流量阀的开度，以达到稳定真空度的目的，使喷涂作业始终保持在同一真空度下进行，以确保喷涂工件的合格率；通过静电喷涂系统控制电路控制喷涂的时间、喷枪运行速度、油压和油量；通过维持泵抽废液；通过烘烤温度采集电路检测烘烤时的烘烤温度，从而控制红外线烘烤器的烘烤温度；通过控制面板设置目标真空度和选择手动操作还是自动操作。

该控制系统分为手动流程和自动流程两种工作模式，手动流程模式主要是对新工艺的手工喷涂分析，为以后批量喷涂时确定各参数值（包括各流程节点时间、真空度、烘烤温度、主轴转速等数据值）；自动流程主要是针对大批量的工件需要喷涂时，根据手动流程确定的参数值，输入流程节点时间、真空度、温度等值后，系统自动对该工件进行喷涂，以减小人工因素的影响从而提供喷涂效率和降低生产成本。

本发明的有益效果：本发明不仅将机件表面喷涂前预处理、真空静电喷涂、油漆固化、废漆及溶液回收等一系列的工艺集于一体，而且保证了真空喷涂作业对真空度的要求，从而提高了喷涂效果，确保了产品质量，实现了环保、减排，降低了生产成本。本发明还能够进行人工手动喷涂作业和按照规定流程自动进行喷涂作业。

附图说明

图1为本发明的电路结构示意图：

图2为本发明的原理框图；

图3为本发明的真空度调节原理框图；

图4为本发明自动模式的流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

如图1和图2所示的一种真空静电喷涂控制系统，包括静电喷涂系统控制电路6和红外线烘烤器17，还包括控制器1、控制面板电路2、真空泵控制电路3、抽气系统电路4、入气系统电路5、真空缸30的真空度采集电路7、真空缸30的烘烤温度采集电路8和真空缸主轴转动变频驱动电路9；控制器1的输入端分别与控制面板电路2、真空度采集电路7和烘烤温度采集电路8的输出端相连，控制器1的输出端分别与真空泵控制电路3、抽气系统电路4、入气系统电路5、静电喷涂系统控制电路6、红外线烘烤器电路17和真空缸主轴转动变频驱动电路9的输入端相连。

还包括报警器电路10、维持泵电路20和离心泵电路21，所述报警器电路10与控制器1输出端相连，所述维持泵电路20和离心泵电路21与控制器1的输出端相连。

所述抽气系统电路4内设有两个出气阀11、12,;所述入气系统电路5内设有一个进气阀13、流量计14和流量阀15,所述进气阀13、流量计14和流量阀15分别设在真空缸30的入气管道上。

所述真空度采集电路7内设有两个真空度变送器18，所述烘烤温度采集电路8内设有两个温度变送器19。

所述控制器1包括手动模式和自动模式，通过控制面板电路2来实现手动模式和自动模式的转换。

所述控制器面板采用触摸屏，通过控制面板设置目标真空度，选择手动操作模式或是自动操作模式。

静电喷枪23、维持泵25、离心泵26、真空泵22、红外线烘烤器24、两个真空度变送器18和两个温度变送器19安装在真空缸30上，在真空缸30两侧设有抽气管道和入气管道，在抽气管道上依次安装有出气阀11、过滤装置31和出气阀12，在入气管道上依次安装有进气阀13、流量计14和流量阀15。两个真空度变送器18分别设在真空缸30的上、下位置，两个温度变送器19分别设在真空缸30的上、下位置。

所述控制器1由模拟量采集模块、模拟量输出模块、继电器输入模块和继电器输出模块构成，所述模拟量采集模块分别与真空度采集电路7、烘烤温度采集电路8和入气系统电路5的输出端相连，所述继电器输入模块与面板电路2的输出端相连，所述模拟量输出模块分别与入气系统电路5、红外线烘烤器电路17及真空缸主轴转动变频驱动电路9相连，所述继电器输出模块分别与真空泵控制电路3、抽气系统电路4、入气系统电路5、静电喷涂系统控制电路6、报警器电路10、红外线烘烤器电路17、维持泵电路20和离心泵电路21相连。

模拟量采集模块采集0～5V或者4～20mA的直流电量信号，模拟量采集模块接收真空度变送器18、温度变送器19和入气系统电路5上的流量计14的信息。

模拟量输出模块控制入气系统电路5上的流量阀15的开度、红外线烘烤器电路17上的红外线烘烤器24的烘烤温度和真空缸主轴转动变频驱动电路9。

继电器输入模块接收控制面板电路2的输出信号及报警信号。

继电器输出模块输出控制真空泵控制电路3上的真空泵、抽气系统电路4上的两个出气阀11、12、入气系统电路5上的进气阀13、静电喷涂系统控制电路6上的静电喷枪23、报警器电路10上的报警器、红外线烘烤器电路17上的红外线烘烤器24、维持泵电路20上的维持泵25和离心泵电路21上的离心泵26的开、关状态；

本发明的工作原理：

通过真空度变送器18检查真空缸30内的真空度，从而控制抽气系统电路4上的两个出气阀11、12和入气系统电路5上的进气阀13的开启或关闭，真空缸主轴转动变频驱动电路9控制真空缸主轴的转动速度，通过离心泵26对真空缸30内进行抽尘处理，通过流量计14检测风流量的大小，从而控制入气系统电路5上的流量阀15的开度，压缩空气29通过入气管道经过入气系统电路5上的流量阀15和进气阀13进入到真空缸30内，通过真空泵22将真空缸30内的空气通过抽气管道经过抽气系统电路4上的出气阀11、12和过滤装置31抽出，从而使真空缸30内达到目标真空度，通过静电喷枪23对真空缸30内的机件进行喷涂，通过维持泵25抽废液，通过温度变送器19检查真空缸30内的烘烤温度，从而控制红外线烘烤器24的烘烤温度。

如图3所示的本发明的真空度调节原理：

通过控制面板设定喷涂工件的目标真空度，通过真空度变送器检测真空度，打开真空泵抽真空至目标真空度，在喷涂过程中，真空缸内的真空度会有一定的变化，当实际真空度小于目标真空度时，打开进气阀继续抽真空，至目标真空度时关闭；当实际真空度大于目标真空度时，控制系统将通过模拟量输出模块调节流量阀的开度，充入压缩空气以达到真空缸内的实际真空度接近目标真空度。

如图4所示的本发明的自动控制工艺流程：

机件放置在真空缸内，关闭真空缸阀门，通过控制面板选择自动模式，输入流程节点时间、真空度、温度等值。

第一步：安全监测，检测报警信号是否正常，急停止是否正常，然后关闭所有阀门。

第二步：抽尘（换风），通过真空缸主轴转动变频驱动电路控制公转转盘转动的转速和自转转盘转动的转速，打开抽气系统电路上的出气阀和入气系统电路上的进气阀、流量阀，通过离心泵进行抽尘（换风）。

第三步：抽真空，通过真空缸主轴转动变频驱动电路控制公转转盘转动的转速和自转转盘转动的转速，通过真空度变送器检测真空缸内的真空度，打开抽气系统上的出气阀，开启真空泵抽真空至目标真空度。

第四步：喷涂，通过真空缸主轴转动变频驱动电路控制公转转盘转动的转速和自转转盘转动的转速，通过静电喷涂系统控制喷枪运行及喷涂，打开抽气系统电路上的出气阀和入气系统电路上的进气阀，通过流量计检测风流量，控制流量阀的开度，通过真空泵抽真空至目标真空度，通过维持泵抽废漆。

第五步：废漆处理，通过真空缸主轴转动变频驱动电路控制公转转盘转动的转速和自转转盘转动的转速，打开抽气系统电路上的出气阀和入气系统电路上的进气阀，通过流量计检测风流量，控制流量阀的开度，通过真空泵抽真空，通过维持泵抽废漆。

第六步：烘烤，通过真空缸主轴转动变频驱动电路控制公转转盘转动的转速和自转转盘转动的转速，通过真空度变送器检测真空缸内的真空度，打开抽气系统电路上的出气阀，开启真空泵抽真空至目标真空度，打开挡门，通过温度变送器检测真空缸内的烘烤温度，从而控制红外线烘烤器的烘烤时间和烘烤温度。

第七步：入风开门，通过真空缸主轴转动变频驱动电路控制公转转盘转动的转速和自转转盘转动的转速，打开入气系统电路上的进气阀、流量阀，恢复至常压后开门。

Claims (4)

1.一种真空静电喷涂控制系统，包括静电喷涂系统控制电路（6）和红外线烘烤器电路（17），其特征在于：还包括控制器（1）、控制面板电路（2）、真空泵控制电路(3)、抽气系统电路(4)、入气系统电路(5)、真空缸(30)的真空度采集电路(7)、真空缸(30)的烘烤温度采集电路(8)、真空缸主轴转动变频驱动电路(9)、报警器电路(10)、维持泵电路（20）和离心泵电路（21）；控制器(1)的输入端分别与控制面板电路(2)、真空度采集电路(7)和烘烤温度采集电路(8)的输出端相连，控制器(1)的输出端分别与真空泵控制电路(3)、抽气系统电路(4)、入气系统电路(5)、静电喷涂系统控制电路(6)、红外线烘烤器（17）和真空缸主轴转动变频驱动电路(9)、报警器电路(10)、维持泵电路（20）和离心泵电路（21）的输入端相连 ；

所述抽气系统电路(4)内至少设有两个出气阀（11、12）,所述两个出气阀（11、12）分别设在真空缸(30)的抽气管道上；所述入气系统电路（5）内至少设有一个进气阀（13）,所述进气阀（13）设在真空缸(30)的入气管道上；所述真空度采集电路（7）内至少设有两个真空度变送器（18），所述烘烤温度采集电路（8）内至少设有两个温度变送器（19），分别设在真空缸（30）的上、下位置； 

所述控制器(1)由模拟量采集模块、模拟量输出模块、继电器输入模块和继电器输出模块构成，所述模拟量采集模块分别与真空度采集电路（7）、烘烤温度采集电路（8）和入气系统电路（5）的输出端相连，所述继电器输入模块与控制面板电路（2）的输出端相连，所述模拟量输出模块分别与入气系统电路（5）、红外线烘烤器电路（17）及真空缸主轴转动变频驱动电路(9)相连，所述继电器输出模块分别与真空泵控制电路（3）、抽气系统电路（4）、入气系统电路（5）、静电喷涂系统控制电路(6)、红外线烘烤器电路（17）、报警器电路(10)、维持泵电路（20）和离心泵电路（21）相连； 

所述继电器输出模块输出控制真空泵控制电路（3）、抽气系统电路（4）上的两个出气阀（11、12）、入气系统电路（5）上的进气阀（13）、静电喷涂系统控制电路(6)、报警器电路(10)、红外线烘烤器电路（17）、维持泵电路（20）和离心泵电路（21）的开、关状态；所述继电器输入模块接收控制面板电路（2）的输出信号及报警信号, 

所述入气系统电路（5）内至少设有一个进气阀（13）、流量计（14）和流量阀（15）,所述进气阀（13）、流量计（14）和流量阀（15）分别设在真空缸(30)的入气管道上。 

2.根据权利要求1所述的一种真空静电喷涂控制系统，其特征在于：所述模拟量采集模块采集0～5V或者4～20mA的直流电量信号，所述模拟量采集模块接收真空度变送器（18）、温度变送器（19）和入气系统电路（5）上的流量计（14）采集的信息。 

3.根据权利要求1或2所述的一种真空静电喷涂控制系统，其特征在于：所述模拟量输出模块控制入气系统电路（5）上的流量阀（15）的开度、红外线烘烤器电路（17）上的红外线烘烤器（24）的烘烤温度和真空缸主轴转动变频驱动电路（9）。 

4.根据权利要求1所述的一种真空静电喷涂控制系统，其特征在于：所述控制器（1）包括手动模式和自动模式，通过控制面板电路（2）来实现手动模式和自动模式的转换。 

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