CN113853252A - 静电涂覆系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本公开内容的实施例涉及一种涂覆设备,该涂覆设备包括:喷涂施加器,其被配置成朝向工件的表面排放涂覆材料,其中,喷涂施加器包括空气成形孔口,并且其中,喷涂施加器被配置成在喷涂施加器与工件之间产生电场;以及定位系统,其被配置成调整喷涂施加器相对于工件的表面的位置。该涂覆设备进一步包括控制系统,其被配置成调节喷涂施加器和/或定位系统的操作,以执行以下动作:在喷涂施加器的喷涂操作期间将喷涂施加器保持在与工件的表面相距20毫米(mm)到100mm的涂覆距离之内,在喷涂施加器的喷涂操作期间将穿过空气成形孔口的成形空气流量保持在150标准升每分钟(Nl/min)与300Nl/min之间,并且在喷涂施加器的喷涂操作期间将电场的电势保持在30千伏(kV)与40kV之间。

Description

静电涂覆系统及方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2019年3月25日提交的发明名称为“Metallic Coating MethodUsing Bell Type Electrostatic Coater[使用钟型静电涂覆器的金属涂覆方法]”的日本专利申请号JP2019-057371、以及于2019年3月26日提交的发明名称为“ElectrostaticCoating System and Method[静电涂覆系统和方法]”的美国临时申请序列号62/824,151的优先权和权益,每个申请出于所有目的通过援引以其全文并入本文。
背景技术
本公开内容总体上涉及一种静电涂覆系统和方法。
在商品制造过程期间,工件可能被构建并随后涂覆某种材料(例如,涂料、保护膜、聚氨酯、粉末等)。例如,其上可以施加涂覆材料的工件可以包括汽车仪表板、自行车车架、玩具、工具或其他制品。期望将均匀的材料层施加至工件以提高涂层和工件的耐用性和美观性,并减少涂覆材料的浪费。为此,可以使用静电涂覆系统。静电涂覆系统向涂覆材料的颗粒施加电荷以提高涂覆材料与工件的表面的粘附性。静电涂覆系统可以与液体涂覆材料以及粉末涂覆材料一起使用。对于液体涂覆材料,静电涂覆系统可以包括喷枪式涂覆装置或旋转雾化式涂覆装置。遗憾的是,现有静电涂覆系统和方法的转移效率(例如,与涂覆过程中使用的涂覆材料总量相比,粘附到工件上的涂覆材料的量)可能是有限的。
发明内容
以下概括了范围与原始权利要求相当的某些实施例。这些实施例并不旨在限制权利要求的范围,而相反地,这些实施例仅旨在提供对本文所描述的系统和技术的可能形式的简要概述。实际上,当前所公开的实施例可以涵盖可以与以下阐述的实施例相似或不同的多种形式。
在一个实施例中,涂覆设备包括:喷涂施加器,其被配置成朝向工件的表面排放涂覆材料,其中,喷涂施加器包括空气成形孔口,并且其中,喷涂施加器被配置成在喷涂施加器与工件之间产生电场;以及定位系统,其被配置成调整喷涂施加器相对于工件的表面的位置。该涂覆设备进一步包括控制系统,其被配置成调节喷涂施加器和/或定位系统的操作以执行以下动作:在喷涂施加器的喷涂操作期间将喷涂施加器保持在与工件的表面相距20毫米(mm)到100mm的涂覆距离之内,在喷涂施加器的喷涂操作期间将穿过空气成形孔口的成形空气流量保持在150标准升每分钟(Nl/min)与300Nl/min之间,并且在喷涂施加器的喷涂操作期间将电场的电势保持在30千伏(kV)与40kV之间。
在另一实施例中,用于向工件施加涂覆材料的方法包括将喷涂施加器邻近工件定位,使得从喷涂施加器的旋转雾化器到工件的距离在20毫米(mm)与100mm之间,在喷涂施加器与工件之间产生电势在30千伏(kV)与40kV之间的电场,经由喷涂施加器的空气成形孔口以150标准升每分钟(Nl/min)与300Nl/min之间的流量排放成形空气流,并且经由旋转雾化器排放涂覆材料以将涂覆材料施加到工件。
附图说明
当参照附图阅读以下详细描述时,本公开内容的这些和其他特征、方面和优点将得到更好的理解,贯穿附图,相同的附图标记表示相同的零件,在附图中:
图1是根据本公开内容的一方面的静电涂覆系统的实施例的示意性侧视图;以及
图2是根据本公开内容的一方面的静电涂覆系统的实施例的示意图。
具体实施方式
下文将描述本公开内容的一个或多个具体实施例。为了提供这些实施例的简洁描述,在说明书中可能并不描述实际实施方式的所有特征。应理解的是,在任何此类实际的实现方式的开发过程中,如在工程或设计项目中,必须进行大量的针对实现方式的决择才能实现开发者的指定目标,比如符合与系统相关的和与商业相关的限制条件,这些限制条件可能随着实现方式而改变。此外,应理解的是,这样的开发努力可能是复杂且耗时的,但是对于从本公开内容受益的普通技术人员而言仍然将会是常规的设计、生产和制造行为。
当介绍本公开内容的各个实施例的要素时,冠词“一”、“一个”、“该”和“所述”意在表示存在一个或多个要素。术语“包括”、“包含”和“具有”旨在是开放性的并且表示除了所列出要素以外还可能存在另外的要素。操作参数和/或环境条件的任何示例并不排除所公开实施例的其他参数/条件。
本公开内容的实施例总体上涉及一种用于涂覆材料施加的系统和方法。更具体地,所给出的实施例涉及一种静电涂覆系统和方法,其被配置成为为在涂覆过程中使用的涂覆材料提供更高的转移效率。例如,静电涂覆系统可以被配置成监测和/或控制该系统的各个操作参数以使得能够使带静电的涂覆材料颗粒更好地粘附到工件。也就是说,根据所给出的技术,静电涂覆系统被配置成使得涂覆过程中所使用的涂覆材料能够以更高百分比粘附到通过静电涂覆系统用涂覆材料涂覆的工件上。附加地,某些实施例包括具有特定构型和/或组成的元件或部件的静电涂覆系统,以使得能够提高涂覆材料到工件的转移效率。以此方式,所公开的实施例使得能够减少涂覆过程中所使用的涂覆材料的浪费,从而降低与静电涂覆系统的操作相关联的成本和/或维护。所公开的实施例还使得能够改善涂覆材料到工件的粘附性,这提高了涂层质量以及施加到工件上的涂层的美观性。
有鉴于前述内容,图1是涂覆设备10的实施例的示意图,该涂覆设备被配置成向工件14施加涂覆材料12。例如,工件14可以是制品,比如汽车仪表盘、自行车、车辆部件、消费玩具、工具或任何其他合适的物品。涂覆材料12可以是任何合适的材料,比如涂料(例如,金属涂料)、保护膜、聚氨酯、粉末等。在本实施例中,涂覆设备10包括机器人系统16,该机器人系统具有基部18和从基部18延伸的竖直臂20。机器人系统16进一步包括从竖直臂20的远端或自由端延伸的水平臂22。应当理解,水平臂22可以被配置成相对于竖直臂20旋转、枢转或以其他方式致动。在水平臂22的远端处,铰接接头24朝向工件14延伸,并且包括布置在该铰接接头上的静电涂覆系统26(例如,静电涂覆单元、喷涂系统、喷头、旋转雾化器等)。在一些实施例中,铰接接头24上可以定位有一个静电涂覆系统26,而在其他实施例中,铰接接头24上可以定位有多个静电涂覆系统26。如下面进一步详细讨论的,涂覆设备10(包括机器人系统16和/或静电涂覆系统26)的操作可以由控制系统28进行调节。
如图1所示,静电涂覆系统26定位在与工件14相距一定涂覆距离30处。更具体地,静电涂覆系统26(例如,静电涂覆系统26的喷涂出口、静电涂覆系统26的旋转钟形件或雾化器等)被机器人系统16定位成与将用涂覆材料12涂覆的工件14的表面32间隔开涂覆距离30。根据本技术,涂覆距离30被选择为使得能够提高涂覆材料12到工件14的表面32的转移效率。在某些实施例中,控制系统28可以调节机器人系统16的操作以调整和/或保持静电涂覆系统26相对于工件14的表面32的位置,使得涂覆距离30保持在目标值范围内和/或目标值的阈值量内。例如,涂覆距离30可以在大约5毫米(mm)与200mm之间、在大约10mm与150mm之间、在大约20mm与100mm之间、或在大约25mm与50mm之间。在一些实施例中,目标涂覆距离30可以是大约50mm。应当理解,本文公开的涂覆距离30的值可以被认为是“超近”的涂覆距离或与常规涂覆距离相比更小的涂覆距离。如下面讨论的,在一些实施例中,控制系统28可以基于传感器反馈经由机器人系统16的致动来调整静电涂覆系统26的位置,以便得到期望值的涂覆距离30。
图2是涂覆设备10的实施例的示意图,展示了涂覆设备10的各个部件,并且特别地展示了静电涂覆系统26。静电涂覆系统26包括被配置成将涂覆材料12输出到工件14的表面32上的喷涂施加器50。喷涂施加器50具有主体52和布置在主体52的一端处的旋转雾化器54(例如,钟形喷杯、旋转雾化头等)。根据本发明技术,旋转雾化器54可以由半导体树脂形成。在涂覆设备10的操作期间,该半导体树脂可以使得在旋转雾化器54与工件14之间能够产生期望大小(例如,电压电势)的电场。
喷涂施加器50(例如,主体52)被配置成从材料源56接收涂覆材料12流并且朝向工件14的表面32喷出涂覆材料12。在所展示的实施例中,涂覆材料12沿着和/或基本上平行于纵向轴线58流过主体52,该纵向轴线沿着或穿过主体52和旋转雾化器54的中心延伸。更具体地,涂覆材料导管60延伸穿过主体52以将涂覆材料12从材料源56引导至旋转雾化器54。然而,在其他实施例中,涂覆材料12穿过主体52的流动路径可以沿着其他轴线或导管延伸。例如,主体52可以包括将涂覆材料12流(例如,沿着纵向轴线58)引导穿过主体52的其他内部结构或部件(例如,管、管道、导管、储器或其他传送流体的结构)。如所示出的,喷涂施加器50还包括沿着涂覆材料导管60布置的阀61(例如,流量控制阀和/或开关阀),该阀被配置成调节穿过涂覆材料导管60到达旋转雾化器54的涂覆材料12流(例如,流量、压力等)。在一些实施例中,阀61可以由控制系统28控制。进一步地,在所展示的实施例中,主体52具有大体上直的或线性构型,但在其他实施例中主体52可以包括弯曲部、斜角部或其他合适的构型。
涂覆材料12流可以通过旋转雾化器54的涂覆材料出口离开主体52。涂覆材料12流的压力(例如,在穿过主体52输送涂覆材料12的涂覆材料导管60内的压力)使得涂覆材料12离开涂覆材料出口并且沿着旋转雾化器54(例如,钟形喷杯、旋转雾化头等)行进,该旋转雾化器可旋转地联接至主体52并且绕纵向轴线58旋转。更具体地,喷涂施加器50包括被配置成使旋转雾化器54旋转的气动马达62(例如,布置在主体52内)。
随着涂覆材料12流接触旋转雾化器54并从旋转雾化器排放,涂覆材料12流被分解成较小的颗粒。也就是说,涂覆材料12可以以更快的速度(例如,由于输送涂覆材料12的涂覆材料导管60内的压力)离开涂覆材料出口,涂覆材料12可以沿着旋转雾化器54的前向表面(例如,处于操作构型或操作位置时面向工件14的弯曲表面)行进,并且涂覆材料12可以在喷涂施加器50的出口区域内变得雾化。应当理解,在涂覆材料12朝向待涂覆的工件14的表面32被引导时,涂覆材料12的雾化可以提高涂覆材料12的粘附特性。
喷涂施加器50还包括可以布置在主体52内的高电压发生器64(例如,级联电压倍增器、高电压控制器、电气部件等)。高电压发生器64被配置成从电源66接收电压(例如,AC电力),并且将该电压转换成较高的电压(例如,DC电力)。较高的电压可以由高电压发生器64输送到气动马达62(例如,用来驱动气动马达62的旋转)并且输送到旋转雾化器54。在一些实施例中,较高的电压经由联接至旋转雾化器54的气动马达62的外壳或壳体输送到旋转雾化器54。在一些实施例中,电阻器(例如,高值电阻器)可以设置在气动马达62与旋转雾化器54之间。在操作期间,当较高的电压施加至旋转雾化器54时,可以在旋转雾化器54与工件14之间产生电场68。应当理解,离开旋转雾化器54的经雾化的涂覆材料12可以经由电场68而带静电,这可以促进涂覆材料12到工件14的表面32的粘附。
高电压发生器64、电源66和/或气动马达62的操作可以经由控制系统28进行调节以改进涂覆设备10的操作(例如,提高涂覆材料12从喷涂施加器50到工件14的转移效率)。例如,根据本发明技术,控制系统28可以被配置成调节高电压发生器64、电源66或其他部件(例如,机器人系统16)的操作,使得在旋转雾化器54与工件14之间产生的电场68具有在大约10千伏(kV)与60kV之间、在大约20kV与50kV之间、在大约30kV与40kV之间、或大约35kV的电势差。在一些实施例中,控制系统28可以(例如,基于传感器反馈)调整静电涂覆系统26的其他操作参数以获得目标电势范围内或在目标电势值的阈值内的电场68。如应理解的,涂覆设备10在所公开的电势值下和/或之内并且在所公开的相对于工件14的涂覆距离30值处和/或之内的位置中产生电场68的操作可以提高涂覆材料12从喷涂施加器50到工件14的转移效率。
涂覆设备10包括附加特征以提高由喷涂施加器50排放的涂覆材料12到工件14的粘附度。具体地,喷涂施加器50包括空气成形特征,空气成形特征被配置成成就由旋转雾化器54朝向工件14排放的涂覆材料12的期望的喷涂图案。在所展示的实施例中,喷涂施加器50包括形成在主体52的前端表面72上的空气成形孔口70(例如,孔、喷嘴等)。空气成形孔口70可以以任何合适的图案或构型布置在前端表面72上。例如,在所展示的实施例中,主体52包括空气成形孔口70的第一布置74(例如,环形布置)(例如,内侧空气成形孔口)以及空气成形孔口70的第二布置76(例如,环形布置)(例如,外侧空气成形孔口),该第二布置相对于主体52的纵向轴线58相对于空气成形孔口70的第一布置74径向向外布置。
应当理解,成形空气可以在喷涂施加器50操作期间从空气成形孔口70排放从而以期望的方式将排放的涂覆材料12朝向工件14引导。例如,成形空气可以被排放以产生涂覆材料12的期望的喷涂图案。可以从空气源78向空气成形孔口70供应成形空气。例如,来自空气源78的空气可以供应到主体52内的第一腔体并且可以供应到主体52内的第二腔体,该第一腔体与空气成形孔口70的第一布置74相关联(例如,与其流体地联接),该第二腔体与空气成形孔口70的第二布置76相关联(例如,与其流体地联接)。在所展示的实施例中,第一流量控制阀80调节供应到空气成形孔口70的第一布置74的空气,并且第二流量控制阀82调节供应到空气成形孔口70的第二布置76的空气。第一流量控制阀80和第二流量控制阀82可以是喷涂施加器50的部件(例如,布置在喷涂施加器50中),或者第一流量控制阀80和第二流量控制阀82可以是布置在喷涂施加器50外部的单独部件。
第一流量控制阀80和第二流量控制阀82的操作可以由控制系统28来调节。例如,控制系统28可以调整第一流量控制阀80和/或第二流量控制阀82以使得能够分别经由空气成形孔口70的第一布置74和/或空气成形孔口70的第二布置76的成形空气以大约50标准升每分钟(Nl/min)与400Nl/min之间、大约100Nl/min与350Nl/min之间、大约150Nl/min与300Nl/min之间、大约200Nl/min与250Nl/min之间、或以大约225Nl/min的速率排放。与前面讨论类似的,涂覆设备10在所公开的空气成形排放流量下和/或之内、在所公开的电势值下和/或之内、和/或在所公开的涂覆距离30值处和/或之内的操作可以提高从喷涂施加器50朝向工件14排放的涂覆材料12的转移效率。例如,由根据所公开的技术操作的喷涂施加器50排放的涂覆材料12的转移效率可以是大约70%、80%、90%或更高。
如上详细讨论的,可以由控制系统28来监测、调节和/或控制各个部件的各个操作参数和操作。例如,阀61、高电压发生器64、电源66、气动马达62、第一流量控制阀80和第二流量控制阀82、机器人系统16、和/或涂覆设备10的任何其他合适的部件或参数可以由控制系统28监测和/或调节。为此,控制系统28可以包括分布式控制系统(DCS)或任何完全或部分自动化的基于计算机的工作站。例如,控制系统28可以包括可以执行软件程序以执行所公开技术的处理器84(例如,一个或多个微处理器)。处理器84可以包括多个微处理器、一个或多个“通用”微处理器、一个或多个专用微处理器和/或一个或多个专用集成电路(ASICS)或其某种组合。例如,处理器84可以包括一个或多个精简指令集(RISC)处理器。
控制系统28还可以包括存储器86,用于存储可由处理器84执行的指令。存储在存储器86中的数据可以包括但不限于机器人系统16的运动算法、电场68电势差的目标值或范围、涂覆距离30的目标值或范围、成形空气流量的目标值或范围、高电压发生器64的操作参数、气动马达62的操作参数、涂覆材料12的流量和/或压力、阀61的位置(例如,对应于涂覆材料12的流量和/或压力)等。存储器86可以包括有形的非暂时性机器可读介质,比如易失性存储器(例如,随机存取存储器(RAM))和/或非易失性存储器(例如,只读存储器(ROM)、闪速存储器、硬盘驱动器、或任何其他合适的光学、磁性或固态存储介质、或其组合)。进一步地,控制系统28可以包括分布在涂覆设备10上的多个控制器或控制系统(例如,机器人系统16、高电压发生器64、第一流量控制阀80和第二流量控制阀82等中的每一个可以包括被配置成调节其相应系统的操作和/或与共用或主控制器或控制系统通信的一个或多个控制器或控制系统)。
如上文所提及的,控制系统28还可以被配置成基于反馈来调节本文讨论的一个或多个部件的操作。例如,涂覆设备10可以包括定位系统88(例如,机器人系统16、被配置成移动工件14的传送系统等),该定位系统可以基于传感器系统90提供的反馈来调整涂覆设备10的一个或多个部件的位置。传感器系统90可以包括传感器92,这些传感器被配置成测量、检测或以其他方式确定涂覆设备10的操作参数(例如,涂覆距离30、电场68的电压电势、涂覆材料12的流量和/或压力等),并且控制系统28可以被配置成基于传感器92检测到的(多个)操作参数来调整涂覆设备10的操作。传感器92可以包括光学传感器、压力传感器、光传感器、振动传感器、流量传感器、温度传感器、电压传感器或任何其他合适类型的传感器。例如,基于(例如,通过其中一个传感器92)检测到的涂覆距离30的值在目标范围之外或超过目标值达到阈值量,控制系统28可以调整喷涂施加器50相对于工件14的位置(例如,经由致动和/或操纵定位系统88和/或经由致动和/或操纵机器人系统16),使得检测到的涂覆距离30接近目标值或范围。控制系统28可以类似地基于来自传感器92的指示涂覆设备10的其他操作参数值的反馈来调整本文所描述的一个或多个部件(例如,阀61、气动马达62、高电压发生器64等)的操作。实际上,控制系统28可以调整涂覆设备10的任何合适的部件的操作以获得本文所描述的期望范围内的操作参数值(例如,涂覆距离30、电场68的电压电势、成形空气流量等)。以此方式,通过实现经由喷涂施加器50施加到工件14的涂覆材料12的更高转移效率,改进了涂覆设备10的操作。
如上文详细讨论的,本公开内容的实施例涉及一种静电涂覆系统和方法,其被配置成使得能够提高涂覆过程中的转移效率。例如,静电涂覆系统可以被配置成监测和/或控制各个操作参数以使得能够提高带静电的涂覆材料颗粒到工件的粘附度。也就是说,根据本发明的技术,静电涂覆系统被配置成使得涂覆过程中所使用的涂覆材料能够以更高百分比粘附到通过静电涂覆系统用涂覆材料涂覆的工件上。如上文详细讨论的,静电涂覆系统和/或设备可被控制以定位在与工件相距目标距离处或在目标距离范围之内以提高涂覆过程的转移效率。例如,静电涂覆系统可以被控制成使得从静电涂覆系统的旋转雾化器到工件的距离在20毫米(mm)与100mm之间。也就是说,静电涂覆系统和/或设备可以被控制成使得从旋转雾化器到工件的距离是20mm或更大且100mm或更小。
类似地,静电涂覆系统可以被控制成在静电涂覆系统的喷涂施加器与工件之间产生电场,该电场具有目标值范围内的电势(例如,电压电势)。例如,静电涂覆系统可以被控制成使得电场的电势是30千伏(kV)或更大且40kV或更小。静电涂覆系统还可以被控制成输出目标流量或在目标流量范围内的空气成形流。例如,目标流量范围可以是在150标准升每分钟(Nl/min)与300Nl/min之间。以此方式,所公开的实施例使得能够减少涂覆过程中所使用的涂覆材料的浪费,从而降低与静电涂覆系统的操作相关联的成本和/或维护。附加地,所公开技术实现的涂覆材料到工件的粘附度提高进一步获得了施加到工件的涂层的质量提高和施加到工件的涂覆材料的美观性提高。
虽然仅展示和描述了本公开内容的某些特征和实施例,但是在实质上不脱离权利要求中所述主题的新颖性教导和优点的情况下,本领域技术人员可以想到许多修改和改变(比如,各种元件的大小、尺寸、结构、形状和比例,参数(包括温度和压力)的值、安装布置、材料的使用、颜色、取向等的变化)。任何过程或方法步骤的顺序或次序可以根据替代性实施例来变化或重新排序。因此,应注意的是,所附权利要求旨在涵盖落入本公开内容的真实精神内的所有这样的修改和改变。此外,为了提供示例性实施例的简明描述,可能尚未描述实际实施方式的全部特征(比如那些与实现本公开内容的当前预期最佳模式无关的特征,或者那些与实现要求保护的公开内容无关的特征)。应注意的是,在任何此类实际实施方式的开发中,如在任何工程或设计项目中,可以做出许多专门针对实施方式的决策。这样的开发努力可能是复杂且耗时的,但是对于受益于本公开内容的普通技术人员而言仍然将会是常规的设计、生产和制造行为,而不用进行过度实验。

Claims (15)

1.一种涂覆设备,包括:
喷涂施加器,所述喷涂施加器被配置成朝向工件的表面排放涂覆材料,其中,所述喷涂施加器包括空气成形孔口,并且其中,所述喷涂施加器被配置成在所述喷涂施加器与所述工件之间产生电场;
定位系统,所述定位系统被配置成调整所述喷涂施加器相对于所述工件的表面的位置;以及
控制系统,所述控制系统被配置成调节所述喷涂施加器和/或所述定位系统的操作以执行以下动作:
在所述喷涂施加器的喷涂操作期间将所述喷涂施加器保持在与所述工件的表面相距20毫米(mm)到100mm的涂覆距离之内;
在所述喷涂施加器的喷涂操作期间将穿过所述空气成形孔口的成形空气流量保持在150标准升每分钟(Nl/min)与300Nl/min之间;以及
在所述喷涂施加器的喷涂操作期间将所述电场的电势保持在30千伏(kV)与40kV之间。
2.如权利要求1所述的涂覆设备,其中,所述喷涂施加器包括被配置成从所述喷涂施加器排放所述涂覆材料的旋转钟形喷杯。
3.如权利要求2所述的涂覆设备,其中,所述旋转钟形喷杯由半导体树脂制成。
4.如权利要求1所述的涂覆设备,其中,所述定位系统包括机器人臂,并且其中,所述喷涂施加器联接至所述机器人臂的远端。
5.如权利要求1所述的涂覆设备,其中,所述喷涂施加器包括高电压发生器和旋转钟形喷杯,并且所述高电压发生器被配置成向所述旋转钟形喷杯施加电压以在所述喷涂施加器与所述工件之间产生所述电场。
6.如权利要求5所述的涂覆设备,其中,所述喷涂施加器包括被配置成驱动所述旋转钟形喷杯旋转的气动马达,并且其中,所述高电压发生器被配置成向所述气动马达施加电压。
7.如权利要求1所述的涂覆设备,包括涂覆材料源,所述涂覆材料源被配置成将所述涂覆材料供应至所述喷涂施加器,其中,所述涂覆材料包括金属涂料。
8.如权利要求1所述的涂覆设备,其中,所述空气成形孔口包括形成在所述喷涂施加器的前端面的第一空气成形孔口和第二空气成形孔口,其中,所述第一空气成形孔口相对于所述喷涂施加器的中心纵向轴线从所述第二空气成形孔口径向向外。
9.如权利要求1所述的涂覆设备,包括传感器,所述传感器被配置成检测所述涂覆距离、所述成形空气流量、或所述电场电势,其中,所述控制系统被配置成基于来自所述传感器的反馈来调节所述涂覆设备的操作。
10.如权利要求1所述的涂覆设备,包括被配置成检测指示所述涂覆距离的值的第一传感器、被配置成检测指示所述成形空气流量的值的第二传感器、以及被配置成检测指示所述电场电势的值的第三传感器,其中,所述控制系统被配置成基于来自所述第一传感器、所述第二传感器和所述第三传感器的反馈来调节所述涂覆设备的操作。
11.一种用于向工件施加涂覆材料的方法,所述方法包括:
将喷涂施加器邻近所述工件定位,使得从所述喷涂施加器的旋转雾化器到所述工件的距离在20毫米(mm)与100mm之间;
在所述喷涂施加器与所述工件之间产生电势在30千伏(kV)与40kV之间的电场;
经由所述喷涂施加器的空气成形孔口,以150标准升每分钟(Nl/min)与300Nl/min之间的流量排放成形空气流;以及
经由所述旋转雾化器排放所述涂覆材料,以将所述涂覆材料施加到所述工件。
12.如权利要求11所述的方法,其中,将所述喷涂施加器邻近所述工件定位包括控制机器人臂的操作,其中,所述喷涂施加器联接至所述机器人臂的远端。
13.如权利要求11所述的方法,其中,在所述喷涂施加器与所述工件之间产生所述电场包括:
在所述旋转雾化器与所述工件之间产生所述电场;
将来自电源的电力引导至所述喷涂施加器的高电压发生器;
将来自所述高电压发生器的电压引导至所述喷涂施加器的气动马达;以及
将所述电压从所述气动马达引导至所述旋转雾化器。
14.如权利要求11所述的方法,包括:
在排放所述涂覆材料时将所述旋转雾化器到所述工件的距离保持在20mm与100mm之间;
在排放所述涂覆材料时将所述电势保持在30kV与40kV之间;以及
在排放所述涂覆材料时将所述流量保持在150Nl/min与300Nl/min之间。
15.如权利要求14所述的方法,其中:
在排放所述涂覆材料时将所述旋转雾化器到所述工件的距离保持在20mm与100mm之间包括基于来自指示所述距离值的第一传感器的反馈来调整联接至所述喷涂施加器的定位系统的操作;
在排放所述涂覆材料时将所述电势保持在30kV与40kV之间包括基于来自指示所述电势值的第二传感器的反馈来调整所述喷涂施加器的电气部件的操作;
在排放所述涂覆材料时将所述流量保持在150Nl/min与300Nl/min之间包括基于来自指示所述流量值的第三传感器的反馈来调整成形空气流量控制阀的操作;或者
上述任何组合。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116273540A (zh) * 2023-04-04 2023-06-23 无锡运通涂装设备有限公司 一种汽车车身喷涂用高压静电涂装设备

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020132268A1 (en) * 2018-12-19 2020-06-25 Foreman Technologies Inc. Modular paint spraying system
WO2021047753A1 (en) * 2019-09-10 2021-03-18 Abb Schweiz Ag Methods of determining clogging and clogging characteristics of coating medium apparatus, coating medium apparatus, calibration system and industrial robot
FR3108045B1 (fr) * 2020-03-11 2023-02-10 Exel Ind Installation comportant un pulvérisateur et procédé associé
FR3108046B1 (fr) * 2020-03-11 2023-02-10 Exel Ind Pulvérisateur, installation comportant un tel pulvérisateur et procédé associé
CN113601973A (zh) * 2021-08-06 2021-11-05 长胜纺织科技发展(上海)有限公司 给湿处理设备和给湿处理方法
CN113477429A (zh) * 2021-08-06 2021-10-08 长胜纺织科技发展(上海)有限公司 场射流涂布系统和场射流涂布方法
BE1029936B1 (nl) * 2021-11-19 2023-06-19 Bandit Nv Een inrichting en werkwijze voor het aanbrengen van een vloeistoffilm op oppervlakken in een ruimte

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005115636A1 (ja) * 2004-05-27 2005-12-08 Abb K.K. 回転霧化頭型塗装装置の噴霧パターン制御方法及び回転霧化頭型塗装装置
WO2007015336A1 (ja) * 2005-08-01 2007-02-08 Abb K.K. 静電塗装装置
CN1927471A (zh) * 2005-09-08 2007-03-14 丰田自动车株式会社 静电涂覆设备和减少静电涂覆设备的涂覆污染的方法
DE102009051877A1 (de) * 2009-11-04 2011-05-05 Dürr Systems GmbH Beschichtungsverfahren und Beschichtungsanlage mit dynamischer Anpassung der Zerstäuberdrehzahl und der Hochspannung
CN104540599A (zh) * 2012-08-23 2015-04-22 博兰智涂装控股公司 使用静电工具的系统和方法
EP3081309A1 (en) * 2015-04-17 2016-10-19 Ransburg Industrial Finishing K.K. Coating apparatus and coating method
US20170021383A1 (en) * 2014-06-02 2017-01-26 Asahi Glss Company, Limited Antiglare film-coated substrate, method for its production, and article
CN107921451A (zh) * 2015-06-16 2018-04-17 Efc系统股份有限公司 具有内部行进的成形空气的涂覆设备涡轮机
US20180141062A1 (en) * 2009-03-19 2018-05-24 Dürr Systems GmbH Electrode assembly for an electrostatic atomizer

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060175439A1 (en) * 2005-02-08 2006-08-10 Steur Gunnar V D Voltage and turbine speed control apparatus for a rotary atomizer
US10773266B2 (en) * 2015-12-01 2020-09-15 Carlisle Fluid Technologies, Inc. Spray tool power supply system and method

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005115636A1 (ja) * 2004-05-27 2005-12-08 Abb K.K. 回転霧化頭型塗装装置の噴霧パターン制御方法及び回転霧化頭型塗装装置
WO2007015336A1 (ja) * 2005-08-01 2007-02-08 Abb K.K. 静電塗装装置
CN1927471A (zh) * 2005-09-08 2007-03-14 丰田自动车株式会社 静电涂覆设备和减少静电涂覆设备的涂覆污染的方法
US20180141062A1 (en) * 2009-03-19 2018-05-24 Dürr Systems GmbH Electrode assembly for an electrostatic atomizer
DE102009051877A1 (de) * 2009-11-04 2011-05-05 Dürr Systems GmbH Beschichtungsverfahren und Beschichtungsanlage mit dynamischer Anpassung der Zerstäuberdrehzahl und der Hochspannung
CN104540599A (zh) * 2012-08-23 2015-04-22 博兰智涂装控股公司 使用静电工具的系统和方法
US20170021383A1 (en) * 2014-06-02 2017-01-26 Asahi Glss Company, Limited Antiglare film-coated substrate, method for its production, and article
EP3081309A1 (en) * 2015-04-17 2016-10-19 Ransburg Industrial Finishing K.K. Coating apparatus and coating method
CN107921451A (zh) * 2015-06-16 2018-04-17 Efc系统股份有限公司 具有内部行进的成形空气的涂覆设备涡轮机

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116273540A (zh) * 2023-04-04 2023-06-23 无锡运通涂装设备有限公司 一种汽车车身喷涂用高压静电涂装设备
CN116273540B (zh) * 2023-04-04 2023-10-03 无锡运通涂装设备有限公司 一种汽车车身喷涂用高压静电涂装设备

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