CN103551284A - 一种多色图案喷涂机的控制器及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多色图案喷涂机的控制器，包括运动控制器、可编程逻辑控制器以及多个驱动模块，驱动模块设有驱动喷涂机运动的驱动电机、以及控制喷涂机开关的电磁阀，运动控制器的输出端与驱动电机的控制端相连接，驱动电机的输出轴与喷涂机的驱动臂相连接;可编程逻辑控制器的输入端与驱动电机上的编码器相连接，可编程逻辑控制器的输出端与电磁阀的控制端相连接，本发明还提供了一种多色图案喷涂机的控制方法，通过本发明可以在保证喷涂质量的前提下，提高喷涂的效率。

Description

一种多色图案喷涂机的控制器及控制方法

技术领域

本发明属于图案设计和喷涂施工技术领域，涉及一种多色图案喷涂机的控制器及控制方法。

背景技术

喷涂设备在工业和建筑行业有着广泛的应用，特别是房屋的装潢和机械零部件的涂装以及军事工程的伪装领域。为了提高喷涂的质量和喷涂效率，近年来设计人员开发出了各种智能化喷涂设备，但目前市场上已有的智能喷涂设备，主要应用于工业零件表面喷涂等行业，多数均无两色以上的喷涂能力，且只关心喷涂油漆的均匀性和涂层厚度，无法控制其喷涂图案形状以及边界形状，难以满足近年来出现的多色数码迷彩图案喷涂的需要。其主要原因是各种多色图案喷涂涉及到相邻像素方格之间的换色问题，尤其对于喷涂作业时高速移动的喷涂机来说，在极短时间内完成喷涂换色成为技术难题。

目前，需多色喷涂时，多采用对每一颜色分别进行喷涂作业，每喷涂一色，均将其他色覆盖，大大降低了喷涂工作效率，提高了准备工作的复杂度，如何在一次喷涂运动中完成多色喷涂是实现高速喷涂的关键问题，就此一问题，目前还没有见到公开文献报道相关解决方案。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，本发明提供了一种多色图案喷涂机的控制器及控制方法，该控制器及方法可以在保证喷涂质量的前提下，提高喷涂的效率，降低喷涂的复杂性。

为达到上述目的，本发明一种多色图案喷涂机的控制器包括运动控制器、可编程逻辑控制器以及多个驱动模块，驱动模块设有驱动喷涂机运动的驱动电机、以及控制喷涂机开关的电磁阀，运动控制器的输出端与驱动电机的控制端相连接，驱动电机的输出轴与喷涂机的驱动臂相连接;可编程逻辑控制器的输入端与驱动电机上的编码器相连接，可编程逻辑控制器的输出端与电磁阀的控制端相连接。

相应的，本发明还提供了一种多色图案喷涂机的控制方法，包括以下步骤:

将多个喷涂机采用纵列、等距固定安装布局，相邻两喷涂机之间的间距d_p，再将喷涂区域分成多个色块，每个色块的长和宽均为d_c，并且每个色块对应一种颜色，沿色块分布方向建立直角坐标系，按进入喷涂区域的顺序对喷涂机逐一进行编号，喷涂过程中喷涂机仅沿Y轴方向运动，潜在颜色变化点可用Y轴坐标Y_c表示，则有

$Y_{\mathrm{ci}}=y_0+(n-1+m)d_c+\mathrm{mod}\left(\frac{(i-1)d_p}{d_c}\right)|n=1\·\·\·N+M---\left(1\right)$

其中，函数mod(x)为对输入变量取余，n为沿Y坐标方向的第n块色块，N为该列所需喷涂色块数，M为最大喷涂机间距对应的色块数，i为喷涂机总数;

设任意喷涂机i的第j个潜在颜色变化点为Y_cij，则任意喷涂机k(k＝1，2...I)坐标Y_k如下:

Y_k＝Y_cij-(k-1)d_p       (2)

则依据Y_k查询对应坐标点所对应色块的颜色数据来确定喷涂机k开关状态，可编程逻辑控制器即可根据喷涂机k的开关状态通过电磁阀来控制喷涂机k的开关。

本发明具有以下有益效果:

本发明设有运动控制器及可编程逻辑控制器，在喷涂过程中，通过运动控制器及驱动电机来控制多个喷涂机的运动，并通过可编程逻辑控制器及电磁阀来控制多个喷涂机的控制开关，从而实现喷涂机的运动及开关通过不同的设备进行控制，同时在喷涂过程中采用基于潜在颜色变化点来预先计算出在喷涂任务中各喷涂机所对应的开关位置及状态，从而实现多色图案的快速喷涂，计算量少，喷涂机的反应时间短，从而有效的保证了喷涂的精度及伪装的效果，特别为数码迷彩喷涂技术的发展及应用提供了关键技术支撑。

附图说明

图1为本发明的结构示意图;

图2为喷涂机的实际射流截面与其近似的示意图;

图3为本发明中喷涂控制方法的示意图。

其中，1为运动控制器、2为驱动电机、3为可编程逻辑控制器、4为电磁阀。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述:

参见图1，本发明所述的多色图案喷涂机的控制器包括运动控制器1、可编程逻辑控制器3以及多个驱动模块，驱动模块设有驱动喷涂机运动的驱动电机2、以及控制喷涂机开关的电磁阀4，运动控制器1的输出端与驱动电机2的控制端相连接，驱动电机2的输出轴与喷涂机的驱动臂相连接;可编程逻辑控制器3的输入端与驱动电机2上的编码器相连接，可编程逻辑控制器3的输出端与电磁阀4的控制端相连接。

在喷涂过程中，每一个喷涂机装入一种漆料，运动控制器1控制驱动模块上的驱动电机2来驱动对应的喷涂机的运动，可编程逻辑控制器3根据驱动电机2上编码器返回的数据计算喷喷涂机位置，在对照预先设定的喷涂任务中各喷涂机所对应的开关位置及状态，并根据对照结果通过电磁阀4来实现打开或关闭对应的喷涂机，即预先设定的喷涂任务中喷涂机当前位置对应的开关状态为打开时，所述可编程逻辑控制器3即可通过电磁阀4打开对应的喷涂机来实现喷涂;相应的，当预先设计的喷涂任务中喷涂机当前位置对应的开关状态为关闭时，所述可编程逻辑控制器3即可通过电磁阀4关闭对应的喷涂机。

本发明还提供了一种多色图案喷涂机的控制方法，包括以下步骤:

参考图2，通常喷涂机喷出的射流截面成类椭圆状，设其长轴长度为a，短轴长度为b，方便起见，可以一宽度为a，高度为w的矩形近似，其中w可根据色块交界效果调整。

参考图3，将多个喷涂机采用纵列、等距固定安装布局，相邻两喷涂机之间的间距d_p，再将喷涂区域分成多个色块，每个色块的长和宽均为d_c，并且每个色块对应一种颜色，沿色块分布方向建立直角坐标系，按进入喷涂区域的顺序对喷涂机逐一进行编号，喷涂过程中喷涂机仅沿Y轴方向运动，潜在颜色变化点可用Y轴坐标Y_c表示，则有

$Y_{\mathrm{ci}}=y_0+(n-1+m)d_c+\mathrm{mod}\left(\frac{(i-1)d_p}{d_c}\right)|n=1\·\·\·N+M---\left(1\right)$

其中，函数mod(x)为对输入变量取余，n为沿Y坐标方向的第n块色块，N为该列所需喷涂色块数，M为最大喷涂机间距对应的色块数，i为喷涂机总数；

设任意喷涂机i的第j个潜在颜色变化点为Y_cij，则任意喷涂机k(k＝1，2...I)坐标Y_k如下:

Y_k＝Y_cij-(k-l)d_p       (2)

则依据Y_k查询对应坐标点所对应色块的颜色数据来确定喷涂机k开关状态，可编程逻辑控制器3即可根据喷涂机k的开关状态通过电磁阀来控制喷涂机k的开关。

喷涂过程中，根据Y_k查询对应坐标点图像颜色数据，确定喷涂机k开关状态，预先通过上位机将所需喷涂图数字化，依据上述基于潜在颜色变化点的快速控制算法，可预先计算出在喷涂任务中各喷涂机所对应的开关位置及状态。分别将喷涂机开关状态及位置数据写入运动控制器1以及可编程逻辑控制器3，在开始喷涂作业后，运动控制器1控制驱动电机2驱动喷涂机开始运动。与此同时，可编程逻辑控制器3则监测驱动电机2发来的编码器数据，并依据内存的各喷涂机状态数据控制各喷涂机的开关，从而实现多色高速喷涂。

Claims (2)

1.一种多色图案喷涂机的控制器，其特征在于，包括运动控制器(1)、可编程逻辑控制器(3)以及多个驱动模块，驱动模块设有驱动喷涂机运动的驱动电机(2)、以及控制喷涂机开关的电磁阀(4)，运动控制器(1)的输出端与驱动电机(2)的控制端相连接，驱动电机(2)的输出轴与喷涂机的驱动臂相连接;可编程逻辑控制器(3)的输入端与驱动电机(2)上的编码器相连接，可编程逻辑控制器(3)的输出端与电磁阀(4)的控制端相连接。

2.一种多色图案喷涂机的控制方法，其特征在于，包括以下步骤:

将多个喷涂机采用纵列、等距固定安装布局，相邻两喷涂机之间的间距d_p，再将喷涂区域分成多个色块，每个色块的长和宽均为d_c，并且每个色块对应一种颜色，沿色块分布方向建立直角坐标系，按进入喷涂区域的顺序对喷涂机逐一进行编号，喷涂过程中喷涂机仅沿Y轴方向运动，潜在颜色变化点可用Y轴坐标Y_c表示，则有

$Y_{\mathrm{ci}}=y_0+(n-1+m)d_c+\mathrm{mod}\left(\frac{(i-1)d_p}{d_c}\right)|n=1\·\·\·N+M---\left(1\right)$

其中，函数mod(x)为对输入变量取余，n为沿Y坐标方向的第n块色块，N为该列所需喷涂色块数，M为最大喷涂机间距对应的色块数，i为喷涂机总数;

设任意喷涂机i的第j个潜在颜色变化点为Y_cij，则任意喷涂机k(k＝1，2...I)坐标Y_k如下:

Y_k＝Y_cij-(k-l)d_p      (2)

则依据Y_k查询对应坐标点所对应色块的颜色数据来确定喷涂机k开关状态，可编程逻辑控制器(3)即可根据喷涂机k的开关状态通过电磁阀来控制喷涂机k的开关。

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