CN108355874B - 木制工件粉末涂装装置、粉末涂装系统和粉末涂装方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种木制工件粉末涂装装置、粉末涂装系统和粉末涂装方法，该装置包括：第一滚筒输送机，该第一滚筒输送机用于水平输送木制工件，其包括输送架、在输送架上的平行设置的滚筒以及滚筒驱动机构，所述滚筒上相间隔地置有垫圈；多个接地电极，该多个接地电极相间隔地布置于滚筒之间；喷涂腔室，所述喷涂腔室位于所述第一滚筒输送机上方且所述喷涂腔室内部的上方安装有喷涂设备；供粉设备，所述供粉设备用于为所述喷涂设备提供喷涂粉末；以及控制器，其连接所述接地电极以及所述喷涂设备，以控制所述接地电极的接地以及所述喷涂设备的喷涂操作。

Description

木制工件粉末涂装装置、粉末涂装系统和粉末涂装方法

技术领域

本发明涉及家具表面处理技术，尤其涉及一种用于家具的木制工件粉末涂装装置、粉末涂装系统和粉末涂装方法。

背景技术

目前，相当一部分的木质家具采用的是油漆涂装工艺，但随着环保压力的不断增加，家具生产厂商对油漆的使用收到了极大限制，因为油漆中含有有害物质会对人体健康存在危害，根据环保部2017年10月份的要求，所有家具厂家的油漆总使用量到2020年底，需减少整个家具喷漆量的60％。

近些年，随着人们健康意识的提高，对喷漆家具在使用过程中的挥发物有了较高的认知，意识到喷漆家具在使用过程中长期的有机物挥发会造成很多慢性疾病，尤其是对儿童健康有很大影响，因此家具使用者对环保型、无挥发的油漆替代产品的需求越来越强烈。

近年来，采用粉末涂装(喷粉)工艺的木制家具越来越受到消费者的青睐和关注。粉末涂装工艺不采用任何溶剂，无挥发性有机物即其他有害气体排放，不会污染环境，因其生产和使用过程中的环保特性，是替代家具喷漆的良好解决方案，也是家具粉末涂装的一大优势。

目前，木质家具喷粉在国外应用相对较多，但在国内普及率还比较低。现有市面的木制家具喷粉线全部采用悬挂输送的方式，如图1所示，即把家具板面通过链条吊挂的方式进行涂装和固化。传统的木制家具喷粉线悬挂输送的这种方式是仿一般的金属板材件的方式，但因家具木板为不良导电体，其所带来的问题也比较突出，主要集中为：(1)上粉问题。为保证家具板材B面尽量少的孔，均采用单点金属吊钩的形式吊挂，这样会带来几个问题：a)，金属吊钩处因接地优良，会优先上粉，造成金属挂钩与板面相近位置上粉不良。b)，对于整个板面来说，对于吊钩和工件接触位，是整个板面接地最近的地方，这个地方的粉末会以吊钩点为中心，形成一个太阳花形状，造成板面不良。c)，对于北方地区，因冬天空气湿度低，板面含水率低，板面导电不良，造成工件不上粉，北方地区每年大概有半年左右时间不能生产。(2)固化问题：传统吊挂形式板面单点或双点吊挂后，因工件造型问题，重心点与吊钩不在一条线，造成板面吊挂后有歪斜的情况，且在输送过程中工件会有摆动情况。为避免歪斜，摆动造成的运动工件对固化区域的红外辐射灯管造成损伤，一般红外灯管与工件挂钩预留一定的安全摆动距离。此距离因在生产中很难随机调动，会造成两个问题：a)过远则固化不完全。b)过近则粉末容易过固化，板面形成不良，且有灯管损坏的风险。

以上问题，造成了木质家具工件喷粉的种种限制，且生产合格率很低，这是造成目前此木质家具喷粉不能广泛推广的主要原因。

发明内容

鉴于此，本发明实施例提供了一种木制工件粉末涂装装置、粉末涂装系统和粉末涂装方法，以消除或改善现有技术中存在的一个或更多个缺陷。

本发明的技术方案如下：

一种木制工件粉末涂装装置，该装置包括：

第一滚筒输送机，该第一滚筒输送机用于水平输送木制工件，其包括输送架、在输送架上的平行设置的滚筒以及滚筒驱动机构，所述滚筒上相间隔地置有垫圈；

多个接地电极，该多个接地电极相间隔地布置于滚筒之间；

喷涂腔室，所述喷涂腔室位于所述第一滚筒输送机上方且所述喷涂腔室内部的上方安装有喷涂设备；

供粉设备，所述供粉设备用于为所述喷涂设备提供喷涂粉末；以及

控制器，其控制所述接地电极的接地以及所述喷涂设备的喷涂操作。

优选地，所述第一滚筒输送机的滚筒包括相配合地设置的金属滚筒和非金属滚筒。

优选地，所述多个接地电极相对于第一滚筒输送机的输送中心线对称排布。

优选地，所述装置还包括：粉末自动清理装置和粉末回收装置；其中，所述粉末自动清理装置包括：高压气体产生装置，其用于产生高压气体；以及吹风管，其位于所述第一滚筒输送机的输送平面的下部以及滚筒之间的位置，并且吹风管的上管壁具有一个或多个开孔，用于利用所述高压气体产生装置产生的高压气体对被喷涂工件的背面进行吹气，以清理被喷涂的工件反面；所述粉末回收装置包括：粉末收集板，其位于所述吹风管下方，用于接收所述吹风管吹落的粉末，所述粉末收集板中部具有抽风槽；抽气装置，其具有负压产生装置和回收粉末容纳部，通过抽气管连接所述抽风槽，将粉末收集板上的粉末经抽风槽吸入抽气管，以将粉末收集板上的粉末抽至回收粉末容纳部。

优选地，所述装置还包括：置于所述第一滚筒输送机前部的光电检测单元，该光电检测单元用于检测待喷涂的工件；其中，所述控制器连接所述光电检测单元，以基于所述光电检测单元的检测结果控制所述接地电极的接地以及所述喷涂设备的喷涂操作。

优选地，所述喷涂腔室包括框架以及安装于框架的可拆卸侧板，所述喷涂设备安装于所述喷涂腔室上方的支架上，所述喷涂设备包括往复机构和由往复机构带动进行往复运动的喷粉枪。

优选地，所述装置还包括：上件段滚筒线，其位于所述第一滚筒输送机前端，并与所述第一滚筒输送机相衔接。

优选地，所述第一滚筒输送机的输送架底部具有滑轮以及与所述滑轮咬合的、向所述喷涂腔室侧部伸出的滑轨，其中，所述喷涂腔室的框架长度长于所述第一滚筒输送机的输送架的长度。

优选地，所述装置还包括：视觉扫描装置，其安装在所述粉房入口处并连接控制器，用于拍摄待喷涂工件的图像，并将拍摄的图像传送给控制器；以及喷涂机器人，其位于所述粉房的两侧，并连接所述控制器，所述喷涂机器人的安装于机械臂的喷粉枪通过所述喷房的可拆卸侧板上的开孔伸入所述粉房；所述控制器基于所述视觉扫描装置拍摄的待喷涂工件的图像进行工件位置识别，生成工件位置信号，所述喷涂机器人基于所述工件位置信号跟踪所述工件，并对工件的特定位置进行喷涂。

优选地，所述装置还包括：粉末固化系统，该粉末固化系统位于所述第一滚筒输送机后部，其包括第二工件平面输送机和容纳所述第二工件平面输送机的粉末固化炉，所述粉末固化炉内安装有加热单元。

优选地，所述粉末固化炉包括多个区段，每个区段内均具有加热单元，不同区段对应不同的固化温度区间。

优选地，所述装置还包括：位于所述粉末固化炉的输出端的制冷设备，用于对固化后的工件进行强制冷却。

优选地，所述装置还包括：红外测温单元，其用于检测固化炉中工件温度；所述加热单元和所述红外测温单元连接控制器，控制器基于所述红外测温单元检测的温度控制所述加热单元的加热操作。

优选地，所述装置还包括：与控制器连接的人机交互单元。

一种包括如上所述的装置的木制工件粉末涂装系统，所述系统还包括：所述外部装置，所述外部装置为工控机，其与控制器通信连接。

一种木制工件粉末涂装方法，该方法包括以下步骤：

利用滚筒输送机水平输送待喷涂的木制工件，其中所述平面滚筒输送机包括输送架、在输送架上的平行设置的滚筒以及用于驱动滚筒的滚筒驱动机构，所述滚筒上相间隔地置有垫圈；

检测所述平面滚筒输送机上待喷涂木制工件到达的位置；

基于检测的待喷涂木制工件到达的位置控制位于待喷涂工件下方的多个接地电极的接地以及喷涂设备的喷涂操作，其中，所述多个接地电极相间隔地布置于滚筒之间，所述喷涂设备安装于喷涂腔室内部上方的支架上，所述喷涂腔室位于所述平面滚筒输送机上方。

优选地，所述平面滚筒输送机的滚筒包括相配合地设置的金属滚筒和非金属滚筒。

优选地，所述多个接地电极按阵列方式排布或者相对于水平滚筒输送机的输送中心线对称排布。

优选地，所述方法还包括：粉末固化步骤，在固化线上分为多个温区进行被喷涂工件的粉末进行加热固化。

优选地，所述方法还包括：在固化完成后，采用制冷设备强制冷却固化后的工件。

本发明实施例能够克服传统的喷粉线的上粉不均、上粉不良等上粉问题，能够取得很好的上粉效果，提高了工件合格率，并降低了对涂装季节的限制。此外，还能够克服传统吊挂形式的喷粉造成的固化问题。

进一步地，本发明实施例能够提高固化效果，提高产品质量。

进一步的，利用可横向移动的输送机，本发明实施例还能够提高粉房清理的便利性。

本发明的附加优点、目的，以及特征将在下面的描述中将部分地加以阐述，且将对于本领域普通技术人员在研究下文后部分地变得明显，或者可以根据本发明的实践而获知。本发明的目的和其它优点可以通过在书面说明及其权利要求书以及附图中具体指出的结构实现到并获得。

本领域技术人员将会理解的是，能够用本发明实现的目的和优点不限于以上具体所述，并且根据以下详细说明将更清楚地理解本发明能够实现的上述和其他目的。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的限定。参照以下附图，将更好地理解本发明的许多方面。附图中的组成部分不一定成比例，重点在于清楚地例示出本发明的原理。在附图中：

图1为现有的木制家具喷粉线的悬挂输送方式示意图。

图2为本发明一实施例中木制工件涂装系统(喷粉线)的整体结构示意图。

图3为本发明一实施例中平面输送滚筒线示意图。

图4为本发明一实施例中省略了粉房部分侧板和顶盖的粉末涂装装置部分示意图。

图5为本发明一实施例中接地电极的排布的示意图。

图6为本发明一实施例中示出了机器人补喷系统的粉末涂装装置示意图。

图7为本发明一实施例中工件反面粉末自动清理装置的接收示意图。

图8示出了本发明一实施例中粉末回收装置的粉末收集板的示意图。

图9为本发明一实施例中粉房和可横向移动的滚筒输送机示意图。

图10为本发明一实施例中涂装系统的示意性框图。

附图标号：

10：粉末涂装装置 20：粉末固化装置 100：控制器

110粉房 111：粉房框架 112：往复机构

113：喷粉枪 114：光栅 1141：上光栅

1142：下光栅 115：视觉扫描系统 116：机器人

117：机器人底座 118：电箱 120：第一滚筒输送机

121：滚筒 122：垫圈 123：滑轨

124：接地电极 125：木制工件 128：滑轮

132：粉末接收漏斗 133：抽气管 134：粉盒

135：粉末收集板 136：抽风槽 201：人机交互单元

130：粉末回收装置 140：喷涂设备 150：粉末自动清理装置

160：固化炉加热单元 170：固化炉测温单元 200：远程工控机

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。

此外，还需要说明的是，本发明实施例中，在没有特殊说明的情况下，术语“连接”可以是直接连接，也可以是中间有附加连接件的间接连接，并且可以是有线或无线连接。

在下文中，将参考附图描述本发明的实施例。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的部件，或者相同或类似的步骤。

在本发明实施例中，将喷粉线传统的工件(如板材)吊挂输送改为工件平面输送，并结合多电极可控设计，来解决现有技术中的上粉问题，此外，也可以解决传统的工件吊挂输送所带来的固化问题。

图2所示为本发明一实施例中木制工件涂装系统(喷粉线)的整体结构示意图。如图2所示，本发明实施例中的木制工件涂装系统包括粉末涂装装置10和粉末固化装置20。粉末涂装装置20包括粉房110以及穿过粉房的滚筒输送机(第一滚筒输送机)120，其中，滚筒输送机也称为滚筒线，用于水平输送木制工件，其可包括输送架、在输送架上的平行设置的滚筒以及驱动滚筒的滚筒驱动机构。图3所示为本发明一实施例中平面滚筒输送机的示意图，如图3所示，每根滚筒121上间隔地置有多个垫圈122。该垫圈为柔性垫圈(如硅胶垫圈，但并不限于此)，滚筒上加垫圈的目的是为了减少工件与滚筒的接触面，防止工件划伤，并且接触面容易藏粉，从而容易造成产品不良，在滚筒上加垫圈可以克服这个问题。

粉房110包括框架、部分或全部可拆卸的侧板、顶盖和底板，它们组合在一起形成喷涂腔室。喷涂腔室位于滚筒输送机120上方且喷涂腔室内部的上方安装有喷涂设备。具体地，喷涂设备可安装于喷涂腔室上方的框架上。作为示例，喷涂设备可包括往复机构112和由往复机构带动进行往复运动的喷粉枪113，喷粉枪经由供粉管连接供粉设备(供粉箱，未示出)，使得供粉箱内的涂装粉末能够经由供粉管到达喷粉枪。对于往复机构，可以有多种实现形式，由于其属于现有结构设计，本发明不再进行详述。图4示出的是省略了粉房部分侧板和顶盖的粉末涂装装置部分示意图，以便于更好地展示粉房内部。粉房内除了具有喷涂设备和输送机之外，还设置有多个接地电极124，多个接地电极可分散地布置于滚筒之间。这多个电极在滚筒之间可以有灵活的排布方式，而不限于某种固定的排布方式。在一个实施例中，多个接地电极可相对于滚筒输送机的输送中心线对称排布，如图5所示，例如，多个接地电极124在滚筒之间按规则阵列方式排布，但本发明并不限于此。这样，在木制工件经滚筒输送机输送至粉房中时，同一板面可做到多点电极连接，大大改善和解决工件的板面过干而造成的上粉难的情况。并且，在工件在滚筒输送机上移动时，电极与工件板面形成相对运动，即电极与工件板面的相对位置不固定，可以很好地解决单一电极固定位置在板面上造成太阳花的状况。此外，本发明中，因喷粉枪布置在工件上部，喷洒的粉末由重力作用向下飘散，自然洒落在工件表面，因此相比于传统的吊挂输送工件的涂装方式，可以通过重力辅助上粉，进一步改善了上粉问题。

本发明实施例中滚筒输送机的滚筒可以是非金属滚筒。为了更进一步辅助上粉，在本发明优选实施例中，滚筒输送机的滚筒采用金属滚筒和非金属滚筒相配合的方式进行排布，即滚筒输送机的滚筒包括相配合地设置的金属滚筒和非金属滚筒。此处，“相配合”包括金属滚筒和非金属滚筒按照一定的规律相交替地设置，例如，可以在每2根金属滚筒之间布置1根或几根非金属滚筒，或者在每2根非金属滚筒之间布置1根或几根金属滚筒。因为工件为不良导体，金属滚筒和非金属滚筒相配合的排布方式可以提高上粉率。

此外，在本发明实施例中，这些接地电极的接地电路由控制器进行控制，同时控制器还连接喷涂设备，以控制喷涂设备的喷涂操作。

更进一步地，在本发明一实施例中，在粉房入口处(或称为喷涂腔室入口处)还设置有光电检测单元，该光电检测单元例如可以是红外光栅，但并不限于此，例如还可以是多组电眼等。光电检测单元可以设置在平面输送机两侧部、粉房入口两侧或者粉房入口处的上部和下部位置(但并不限于此)，用于检测待喷涂的工件的到达，图4中示出红外光栅的发射端和接收端可分别位于粉房入口处的上部和下部(上光栅1141和下光栅1142)。控制器连接光电检测单元，根据光电检测单元检测到的工件到达时刻和工件传输速度可确定出工件进入喷房且需要开始喷粉的时间以及工件的位置，并相应控制接地电极的接通以及静电喷粉枪的喷粉操作。通过控制各个接地电极自动接地，在没有工件覆盖到电极位置时，控制器可控制接地端机自动控制断开接地。在一实施例中，控制器可连接滚筒驱动机构，能够控制滚筒输送机的工件输送速度。本发明实施例中，借助于光电检测单元检测工件的到达，控制器可以更准确地控制接地电极的接地、喷粉枪的喷粉时间以及喷粉位置。粉末涂装装置还具有电箱118，用于为各个电气部件供电。

进一步地，为了防止工件的边位或凹槽上粉不足，在本发明优选实施例中，还利用机器人补喷系统进行补喷。如图6示出了具有机器人补喷系统的粉末涂装装置的示意图。如图6所示，机器人补喷系统包括：视觉扫描装置、喷涂机器人以及连接视觉扫描装置和喷涂机器人的控制器。视觉扫描装置例如可位于粉房入口处，其可以是用于拍摄待喷涂的工件的图像工件扫描摄像头；控制器基于位置识别技术将摄像头所拍摄的图像进行识别，识别工件位置，并生成工件位置信号，并发送给喷涂机器人。由于基于图像进行位置识别的技术为现有可实现技术，在此不做赘述。喷涂机器人可位于粉房的两侧，其基于工件位置信号跟踪工件，并对工件的特定位置(如边位或凹槽)进行喷涂。喷涂机器人的安装于机械臂的喷粉枪通过喷房的可拆卸侧板上的开孔伸入粉房。工件大面是采用往复机携带自动喷粉枪进行喷涂的，边位或凹槽等不易喷涂到的地方可通过机器人补喷系统实现补喷，从而可实现无人操作全自动。

在现有的家具木板在生产的过程中，为节约成本，经常有一种情况，即5面涂装，第六面(反面)不涂装粉末而是采用贴三胺板或紫外(UV)涂装的方式。但是，因粉末喷涂是静电包覆喷涂，当采用传统的吊挂形式涂装时，第六面无法做到不上粉，而现有的回收系统没有反面自动清洗装置。因本发明采用平面喷涂工艺，工件高度位置极其准确，因此在本发明实施例中，在工件被喷涂后、固化之前，提出通过高压空气定位置吹气，清理反面附着的粉末，然后再通过强排风将清理出来的粉末抽至回收系统，以重复利用。图7所示为本发明实施例中工件反面粉末自动清理装置的接收示意图，该反面粉末自动清理装置包括高压气体产生装置(未示出)和连接高压气体发生装置的吹风管。如图7所示，在接地电极的下游、滚筒输送机的输送平面的下部以及滚筒之间的位置设置有管壁带孔的多根吹风管126，该吹风管126一端连接用于产生高压气体的高压气体产生装置(如空压机、高压风机等)，另一端封闭。此处，所谓的“高压”是指高于大气压的正压，例如为2～5个大气压，但本发明并不限于此。具体地，吹风管上管壁上具有一个或多个小孔127(如沿管的纵向排列的多个小孔)，由于小孔127开口向上(即面向工件)，利用高压气体产生装置产生的高压气体可以对被喷涂工件的背面进行吹气，以清理被喷涂的工件反面。优选地，在各吹风管的管路上可设有由控制器控制的电磁阀，控制器可以基于粉房入口处的光栅或摄像头控制各个吹风管的电磁阀开关，以通过光栅或摄像头控制吹气位置，实现定点吹气，以避免影响到不需要清理的位置。如图7所示的工件反面粉末自动清理装置由于能够有效清理工件反面的粉末并进行回收，也大大提高了粉末的回收利用。

在本发明一实施例中，在吹风管的下方，还具有粉末收集板(粉房底板)135，其作为粉末回收装置的一部分，用于接收吹风管吹落的粉末以及喷涂过程中漏下的粉末，粉末收集板中部具有抽风槽136。本发明实施例中，粉末回收装置还包括：抽气电机(未示出)和回收粉末容纳部，抽气电机通过抽气管连接抽风槽，将粉末收集板上的粉末经抽风槽吸入抽气管，再经抽气管和过滤部抽到回收粉末容纳部。在本发明一实施例中，回收粉末容纳部包括漏斗状接收部132和容纳粉末的方形粉盒134，如图8所示。图8中，为了显示粉末回收装置的部分结构而隐去了部分滚筒。本发明实施例通过强排风将清理出来的粉末抽至回收系统，提高了回收效果。

在粉房内完成喷涂操作后，在清粉换色时，需要清理干净粉房内部。但是，当滚筒输送机贯穿在粉房内时，由于滚筒输送机对粉房底板有阻挡，不利于快速清粉，因此，在本发明优选实施例中，穿过粉房的滚筒输送机可被设计为能够相对于粉房横向移动。如图9所示，能横向移动的滚筒输送机的输送架底部具有滑轮128以及与滑轮咬合的、向粉房(喷涂腔室)侧部伸出的滑轨123，其中，如图6所示，粉房的框架111的长度长于平面滚筒输送机的输送架的长度，使得在清粉换色时，将粉房下部侧板被去掉后，平面滚筒输送机能够通过滑轮在滑轨上的移动方便地从粉房的侧部移出，方便快速清理粉房内部。在本实施例中，由于平面滚筒输送机的输送架的长度比较短，优选地，在第一滚筒输送机前端还置有与该滚筒输送机相衔接的上件段滚筒线，以延长工件输送长度，更加方便工件的输送。上件段滚筒线每根滚筒上也都套有柔性垫圈(如硅胶垫圈)，以减少滚筒与工件的接触面积，防止划伤工件。

如上为对本发明实施例中粉末涂装部分的描述，本发明对粉末固化部分也进行了改进，以便解决现有固化过程中存在的一些问题。下面着重描述工件进行粉末涂装后的粉末固化系统，该粉末固化系统位于滚筒输送机后部，从粉房输出的被喷涂的工件经穿过固化炉的滚筒输送机(第二滚筒输送机)被输送至固化炉内进行固化。

参照图2中示出的本发明实施例中粉末固化装置的外部结构。该粉末固化系统包括第二滚筒输送机和容纳该工件平面输送机的粉末固化炉，该粉末固化炉内安装有加热单元(如辐射加热管)。本实施例中，第二筒输送机的滚筒上均匀间隔地置有多个垫圈，该线圈为耐高温绝热垫圈，是为了隔绝工件与滚筒，因滚筒长期在炉内烘烤，温度较高，直接接触工件后会造成工件表面损伤，采用为热的不良导体的非金属垫圈，避免了这个问题。

在传统的固化炉线体中，是采用快速固化的方式对喷粉木板及粉末进行快速固化，一般3-5分钟需升温至150度左右。即当工件快速升温后，底材即木板也会升温，当木板内的水分挥发时，自然造成木板边部开裂，而粉末涂料快速升温反应，未经过充分有效流平，不能对开裂部分给予弥合，造成不良率高，这个问题一直得不到解决。而本发明中设计的固化炉，采用多温区形式，给予粉末在铰链反应期以足够的流平时间，利用粉末的自流平性，填补开裂的边角，提高工件合格率。本发明实施例中的粉末固化炉包括多个节段，一个以上的节段形成一个固化温度区段，不同固化温度区段内的阶段数可以相同或不同，每个固化温度区段内均具有加热单元，不同固化温度区段对应不同的固化温度区间。例如，如图2所示，粉末固化炉包括9个节段，前8个节段可以形成三个固化温度区段，对应三个温度区间，当然也可以设计为更多个固化温度区段。作为示例，前8个节段中的前2个节段形成的第一个固化温度区段可为预热区段，此区段固化炉内的温度例如可控制在90-100℃；前8个节段中中间2个节段形成的第二个固化温度区段可为缓冲区段，此区段固化炉内的温度例如可控制在60-70℃；前8个节段中的最后3个节段形成的第三个固化温度区段可为强固化区段，此区段固化炉内的温度例如可控制在140-150℃，此示例中的温度范围仅为举例，本发明并不限于此。本发明采用多温区的形式，给予粉末在铰链反应期以足够的流平时间，利用粉末的自流平性，填补开裂的边角，大大提高工件的合格率。

在本发明一优选实施例中，还对保温层的保温材料进行了改进，采用新材料保温层来取代传统的保温层(如岩棉或硅酸铝棉)。传统岩棉保温效果差，制作和使用过程中有环境污染问题。本发明对保温层进行了改造，将固化炉保温层采用空气凝胶进行保温，炉板能够做到比传统炉板薄80％，保温效果好，且环保、炉板轻，易于挪动清理。

进一步的，为了克服传统固化流程中工件板面长期过热导致的工件板面变形，本发明在粉末固化炉的输出端(如在固化炉的最后一个节段)还设置强制冷却区，即在粉末固化炉的输出端设置制冷设备，用于在工件固化完成后，对固化后的工件进行强制冷却，用以快速冷却工件板面，以防板面长期过热造成板面变形。

进一步地，本发明还提出了一种固化温度的闭环控制系统。在现有的固化系统中，均是利用环境温度计检测环境温度，将检测的环境温度作为固化炉内的固化温度参数，这种温度检测方式的一个缺陷是环境温度和工件本身的温度还是有差别，仅检测环境温度并不能准确地反映各种工件本身的温度，这影响了对固化过程的精确控制，从而会影响固化结果。在本发明的闭环控制系统中，因平面喷粉工件位置稳定，采用固化发热体温度输出闭环控制的方式，即随时通过温度检测装置，测量当前状态下工件温度，基于测得的当前状态下工件的温度，通过参数设置自动调控发热体功率输出比例，以达到最终针对每种不同工件最优良和稳定的功率输出。在本发明实施例中，温度检测装置可以是非接触式红外测温单元，其直接测量固化炉中工件的温度。除了非接触式红外测温单元之外，固化炉中还可以设有环境温度计，以提供辅助参考。红外测温单元可以与控制器有线或无线连接，固化炉内的加热单元也连接控制器，红外测温单元将测得的工件温度传送给控制器，控制器基于该温度控制相应的加热单元的加热操作，包括增加、维持或降低加热功率等。此外，固化炉内还可以设置有湿度计，用于提供湿度参数并传输给控制器。在固化炉的尾部，还设置有与控制器连接的操控装置(如人机交互单元201)，该人机交互单元可以包括按键和/或触摸屏等，用于显示固化炉内的测量参数信息以及操控信息，以由操纵人员通过人机交互单元与固化系统的控制器进行交互，从而实现对粉末固化过程的控制。图2中人机交互交互单元的位置仅为示例，还可以设置在其他适于观察和操作的位置。

因定制家具的产品多样性，客户在混合生产时经常需要调整参数，如根据室温，室内空气湿度，调整固化输出功率，此参数的多样性造成客户经常误操作，造成产品不良。对此，本发明通过采用工控机加远程操作界面的形式来完成远程协助客户生产的目的，可在远程随时辅助客户调整各项参数。此时，远程工控机与本地控制器之间可通过以太网接口连接。此时，控制器接收红外测温单元检测的工件温度数据，并通过远程通信单元(如以太网接口)发送给远程的工控机，并基于来自工控机的指示信号控制辐射加热单元的加热功率等参数。

如图10为本发明一实施例中包括粉末涂装装置和固化装置在内的整个涂装系统的框图示意。如图10所示，该系统中，控制器100连接并控制接地电极124、工件光电检测单元(如光栅114)、喷涂设备(如往复机构和喷粉枪)140、视觉扫描系统115、喷粉机器人116、粉末自动清理装置150、粉末回收装置130、固化炉的加热单元160、固化炉的红外测温单元170和通信单元180以及人机交互单元201，并与远程工控机200进行通信，向远程工控机发送工艺过程参数并接收远程工控机的指令，基于远程工控机的控制指令进行操作。图10中的通信单元180可以包括远程通信单元和短程通信单元，远程通信单元可以实现与远程工控机的通信，短程通信单元例如可以是Wi-fi、蓝牙等实现与机器人等的近程通信。本发明实施例中，控制器可以由PLC(可编程逻辑控制器)、单片机或工控机等，但并不限于此。控制涂装部分的控制器和控制固化部分的控制器可以是同一个控制器，也可以是单独的、不同的控制器。在为不同的控制器的情况下，控制涂装部分器件的控制器和控制固化部分的部件的控制器均可与远程工控机连接，由工控机进行远程控制。

本发明基于如上所述的粉末涂装装置结构和系统，提供了一种利用能够解决现有技术中的上粉和固化等问题的涂装方法，在该方法中，利用滚筒输送机水平输送待喷涂的木制工件，并检测平面滚筒输送机上待喷涂木制工件到达的位置，基于检测的待喷涂木制工件到达的位置控制位于待喷涂工件下方的多个接地电极的接地以及喷涂设备的喷涂操作，其中，多个接地电极相间隔地布置于滚筒之间。

本发明实施例提供的系统、装置和方法，不仅能够克服传统的喷粉线的上粉不均、上粉不良等上粉问题，从而取得了很好的上粉效果，提高了工件合格率，并降低了对涂装季节的限制。此外，还能够克服传统吊挂形式的喷粉造成的固化问题。

进一步地，本发明实施例能够通过改进固化炉提高固化效果，提高产品质量。

进一步的，利用可横向移动的输送机，本发明实施例还能够提高粉房清理的便利性。

进一步地，本发明通过固化温度闭环控制和远程工控机控制，可以提高大大提高工件合格率和工件质量。

本发明通过新型保温层的实用，节约了成本并使得固化炉板更加轻便。

总之，本发明对于家具粉末涂装的普及和推广具有重大意义。

本发明中，针对一个实施方式描述和/或例示的特征，可以在一个或更多个其它实施方式中以相同方式或以类似方式使用，和/或与其他实施方式的特征相结合或代替其他实施方式的特征。

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，本发明实施例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 (19)

1.一种木制工件粉末涂装装置，其特征在于，该装置包括：

第一滚筒输送机，该第一滚筒输送机用于水平输送木制工件，其包括输送架、在输送架上的平行设置的滚筒以及滚筒驱动机构，所述滚筒上相间隔地置有垫圈；

多个接地电极，该多个接地电极相间隔地布置于滚筒之间；

喷涂腔室，所述喷涂腔室位于所述第一滚筒输送机上方且所述喷涂腔室内部的上方安装有喷涂设备；

供粉设备，所述供粉设备用于为所述喷涂设备提供喷涂粉末；以及

控制器，其控制所述接地电极的接地以及所述喷涂设备的喷涂操作；

置于所述喷涂腔室入口处的光电检测单元，该光电检测单元用于检测待喷涂的工件；

其中，在所述木制工件由所述第一滚筒输送机输送至所述喷涂腔室时，同一所述木制工件连接多个所述接地电极；所述控制器连接所述光电检测单元，以基于所述光电检测单元的检测结果控制位于待喷涂的工件下方的所述接地电极的接地以及所述喷涂设备的喷涂操作。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：

所述第一滚筒输送机的滚筒包括相配合地设置的金属滚筒和非金属滚筒。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：

所述多个接地电极相对于第一滚筒输送机的输送中心线对称排布。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：粉末自动清理装置和粉末回收装置；

其中，所述粉末自动清理装置包括：

高压气体产生装置，其用于产生高压气体；以及

吹风管，其位于所述第一滚筒输送机的输送平面的下部以及滚筒之间的位置，并且吹风管的上管壁具有一个或多个开孔，用于利用所述高压气体产生装置产生的高压气体对被喷涂工件的背面进行吹气，以清理被喷涂的工件反面；

所述粉末回收装置包括：

粉末收集板，其位于所述吹风管下方，用于接收所述吹风管吹落的粉末，所述粉末收集板中部具有抽风槽；

抽气装置，其具有负压产生装置和回收粉末容纳部，通过抽气管连接所述抽风槽，将粉末收集板上的粉末经抽风槽吸入抽气管，以将粉末收集板上的粉末抽至回收粉末容纳部。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：

所述喷涂腔室包括框架以及安装于框架的可拆卸侧板，所述喷涂设备安装于所述喷涂腔室上方的支架上，所述喷涂设备包括往复机构和由往复机构带动进行往复运动的喷粉枪。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

上件段滚筒线，其位于所述第一滚筒输送机前端，并与所述第一滚筒输送机相衔接。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：

所述第一滚筒输送机的输送架底部具有滑轮以及与所述滑轮咬合的、向所述喷涂腔室侧部伸出的滑轨，其中，所述喷涂腔室的框架长度长于所述第一滚筒输送机的输送架的长度。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

视觉扫描装置，其安装在所述喷涂腔室入口处并连接控制器，用于拍摄待喷涂工件的图像，并将拍摄的图像传送给控制器；以及

喷涂机器人，其位于所述喷涂腔室的两侧，并连接所述控制器，所述喷涂机器人的安装于机械臂的喷粉枪通过所述喷涂腔室的可拆卸侧板上的开孔伸入所述喷涂腔室；

所述控制器基于所述视觉扫描装置拍摄的待喷涂工件的图像进行工件位置识别，生成工件位置信号，所述喷涂机器人基于所述工件位置信号跟踪所述工件，并对工件的特定位置进行喷涂。

9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

粉末固化系统，该粉末固化系统位于所述第一滚筒输送机后部，其包括第二滚筒输送机和容纳所述第二滚筒输送机的粉末固化炉，所述粉末固化炉内安装有加热单元。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述粉末固化炉包括多个区段，每个区段内均具有加热单元，不同区段对应不同的固化温度区间。

11.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

位于所述粉末固化炉的输出端的制冷设备，用于对固化后的工件进行强制冷却。

12.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

红外测温单元，其用于检测固化炉中工件温度；

所述加热单元和所述红外测温单元连接控制器，控制器基于所述红外测温单元检测的温度控制所述加热单元的加热操作。

13.根据权利要求1-12中任意一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

与控制器连接的人机交互单元。

14.一种包括如权利要求1-13中任意一项所述的装置的木制工件粉末涂装系统，其特征在于，所述系统还包括：

外部装置，所述外部装置为工控机，其与控制器通信连接。

15.一种木制工件粉末涂装方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

利用滚筒输送机水平输送待喷涂的木制工件，其中所述滚筒输送机包括输送架、在输送架上的平行设置的滚筒以及用于驱动滚筒的滚筒驱动机构，所述滚筒上相间隔地置有垫圈；

检测平面的所述滚筒输送机上待喷涂木制工件到达的位置；

基于检测的待喷涂木制工件到达的位置控制位于待喷涂工件下方的多个接地电极的接地以及喷涂设备的喷涂操作，其中，所述多个接地电极相间隔地布置于滚筒之间，所述喷涂设备安装于喷涂腔室内部上方的支架上，所述喷涂腔室位于平面的所述滚筒输送机上方；其中，在所述木制工件由所述滚筒输送机输送至所述喷涂腔室时，同一所述木制工件连接多个所述接地电极。

16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于：

平面的所述滚筒输送机的滚筒包括相配合地设置的金属滚筒和非金属滚筒。

17.根据权利要求15所述的方法，其特征在于：

所述多个接地电极按阵列方式排布或者相对于水平滚筒输送机的输送中心线对称排布。

18.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

粉末固化步骤，在固化线上分为多个温区进行被喷涂工件的粉末加热固化。

19.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在固化完成后，采用制冷设备强制冷却固化后的工件。