一种静电粉末涂装控制装置及静电粉末涂装控制方法

摘要

本申请公开了一种静电粉末涂装控制装置，包括：主控MCU，与所述主控MCU通讯连接的自动控制组件、与所述主控MCU通讯连接的手动控制组件；和与所述主控MCU通讯连接的喷涂控制组件；以及用于内置配方参数且与所述主控MCU通讯连接的存储模块。本申请还公开了一种静电粉末涂装控制方法，包括所述的一种静电粉末涂装控制装置；首先将外部控制设备与主控MCU的接口处连接，所述主控MCU能通过检测数个不同的接口的信号判断其所连接的外部控制设备的类别。本申请能实现数字通讯控制、配粉气、送粉气和清洁空气的配方化自动控制，可实现喷涂参数配方化管理控制，适用于粉末手动喷枪、自动喷枪和自动旋杯的控制，实现对多种工件的高质量喷涂需求。

说明书

技术领域

本公开一般涉及粉末涂装控制技术领域，具体涉及一种静电粉末涂装控制装置及静电粉末涂装控制方法。

背景技术

静电粉末喷涂是利用静电场对带电微粒的作用力使带电涂料粉末牢牢吸附在工件表面，粉末层经过高温烘烤、熔化、流平和低温固化后，在工件表面形成结实的涂层。静电粉末喷涂控制装置作为静电粉末涂装的关键设备，价格昂贵，设备参数开放性低，设备集成难度高，且国产化的控制装置参数调整基本靠手动调整，人为控制因素高，对现场操作员工艺知识要求高，很难完成高质量喷涂要求；另外现有的静电粉末控制装置将静电发生电路与控制装置电路集成在一个控制箱内，静电干扰大，设备故障路高，维修成本高。

发明内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种静电粉末涂装控制装置及静电粉末涂装控制方法。

一种静电粉末涂装控制装置，包括：主控MCU，与所述主控MCU通讯连接的自动控制组件、与所述主控MCU通讯连接的手动控制组件；和与所述主控MCU通讯连接的喷涂控制组件；以及与所述主控MCU通讯连接且用于内置配方参数存储的存储模块；

所述喷涂控制组件包括：用于控制气控阀工作且与主控MCU连接的气控模块和用于控制喷涂电压和喷涂电流且与主控MCU连接的电压电流控制模块；

所述自动控制组件包括：用于接收外部自动触发信号且与主控MCU通讯连接的自动信号传输模块；当自动信号传输模块接收到自动触发控制信号时，主控MCU根据自动触发控制信号调用存储模块中相应的配方参数，并启动喷涂控制组件；

所述手动控制组件包括：用于接收外部手动触发信号且与主控MCU通讯连接的手动信号传输模块和用于选择配方参数且与主控MCU通讯连接的输入模块；当手动信号传输模块接收到手动触发控制信号时，主控MCU根据输入模块所选择的配方参数从存储模块中调用相应的配方参数，启动喷涂控制组件。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述输入模块包括用于输入且与主控MCU通讯连接的按键面板、和用于显示参数、配方参数编辑且与主控MCU通讯连接的串口显示屏。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述气控模块包括：用于连接气控阀且与主控MCU连接的气控阀信号处理模块、用于采集进气压力且与主控MCU连接的气压采集模块、用于控制设备总进气阀门开关且与主控MCU连接的总进气电磁阀。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述自动控制组件还包括：与主控MCU通讯连接的用于与外部设备进行数据交换的通讯模块，所述通讯模块能够接收到自动触发控制信号。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述电压电流控制模块通过CANopen通讯协议与主控MCU通讯连接。

根据本申请实施例提供的技术方案，还包括用于检测转速且与主控MCU连接的转速测量模块。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述主控MCU的MCU采用STMFVCT芯片。

一种静电粉末涂装控制方法，包括所述的一种静电粉末涂装控制装置；首先将外部控制设备与主控MCU的接口处连接，所述主控MCU能通过检测数个不同的接口的信号判断其所连接的外部控制设备的类别；

若主控MCU识别判断为自动控制设备、且自动信号传输模块检测到远程信号输入有效，则主控MCU通过自动信号传输模块获取自动触发信号，主控MCU通过存储模块调用配方参数信号，再根据配方参数信号向喷涂控制组件输出控制触发信号，主控MCU通过自动信号传输模块控制自动控制设备进行喷涂；

若主控MCU识别判断为自动控制设备、且自动信号传输模块检测到远程信号输入无效，则主控MCU通过通讯模块与外部控制设备进行数据交换、获取自动触发信号，主控MCU通过存储模块调用配方参数信号，再根据配方参数信号向喷涂控制组件输出控制触发信号，主控MCU通过通讯模块控制自动控制设备进行喷涂；

若主控MCU识别判断为手动控制设备，则主控MCU通过手动信号传输模块获取手动触发信号，主控MCU通过输入模块获取所选择的配方参数信号、并通过存储模块调用配方参数信号，再根据配方参数信号向喷涂控制组件输出控制触发信号、配合手动控制设备进行喷涂。

综上所述，本申请的上述技术方案通过自动控制组件和手动控制组件，能够实现分别控制自动或手动喷涂；在使用本装置时，能够适用于自动控制设备例如自动粉枪或粉杯、手动控制设备例如手动粉枪，因此本装置能够实现通过手动或自动控制喷涂，实现了多种方式控制喷涂；主控MCU与外部控制设备通过CAN1接口采用CANopen通讯协议进行数据交换和设备集成控制，实现大型自动喷涂系统的集成，也可与机械手通过通讯或硬接线方式进行单机的喷涂控制。本申请能实现数字通讯控制、配粉气、送粉气、清洁空气和喷涂电压和喷涂电流的配方化自动控制，可实现喷涂参数配方化管理控制，适用于粉末手动喷枪、自动喷枪和自动旋杯的控制，实现对多种工件的高质量喷涂需求。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1-2为本申请的结构示意图。

图中标号：1、主控MCU；2、存储模块；3、气控模块；4、电压电流控制模块；5、自动信号传输模块；6、手动信号传输模块；7、输入模块；8、串口显示屏；9、气控阀信号处理模块；10、气压采集模块；11、转速测量模块；12、通讯模块。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

实施例一

一种静电粉末涂装控制装置，包括：主控MCU1，与所述主控MCU1通讯连接的自动控制组件、与所述主控MCU1通讯连接的手动控制组件；和与所述主控MCU1通讯连接的喷涂控制组件；以及与所述主控MCU1通讯连接且用于内置配方参数存储的存储模块2；

所述喷涂控制组件包括：用于控制气控阀工作且与主控MCU1连接的气控模块3和用于控制喷涂电压和喷涂电流且与主控MCU1连接的电压电流控制模块4；

所述自动控制组件包括：用于接收外部自动触发信号且与主控MCU1通讯连接的自动信号传输模块5；当自动信号传输模块5接收到自动触发控制信号时，主控MCU1根据自动触发控制信号调用存储模块2中相应的配方参数，并启动喷涂控制组件；

所述手动控制组件包括：用于接收外部手动触发信号且与主控MCU1通讯连接的手动信号传输模块6和用于选择配方参数且与主控MCU1通讯连接的输入模块7；当手动信号传输模块6接收到手动触发控制信号时，主控MCU1根据输入模块7所选择的配方参数从存储模块2中调用相应的配方参数，启动喷涂控制组件。

在使用本装置时，如图1所示，能够适用于自动控制设备例如自动粉枪或粉杯、手动控制设备例如手动粉枪，因此本装置能够实现通过手动或自动控制喷涂，实现了多种方式控制喷涂；主控MCU1与外部控制设备通过CAN1接口采用CANopen通讯协议进行数据交换和设备集成控制，实现大型自动喷涂系统的集成，也可与机械手通过通讯或硬接线方式进行单机的喷涂控制。

其中，当使用自动控制设备时，主控MCU1能够采用硬接线方式或者通讯方式与自动控制设备连接，存储模块2中能够存储不少于100种参数配方，实现参数配方的自由调用；自动信号传输模块5能够通过光电隔离或继电器隔离对外部触发信号进行采集和控制；气控模块3能够控制气控阀同时或者分别进行配粉气、送粉气以及配送清洁空气。

为进一步地优化上述技术方案，本技术方案还优选地提供有以下改进之处：所述输入模块7包括用于输入且与主控MCU1通讯连接的按键面板、和用于显示参数、配方参数编辑且与主控MCU1通讯连接的串口显示屏8。

其中，喷涂参数的编辑和选择通过按键面板7和串口显示屏8进行数据的编辑修改和选定，与主控MCU1连接的按键面板通过与MCU的IO接口进行按键检测和LED指示灯的控制，按键面板包含6个按键和7个指示灯，其中两个指示灯为RGB全彩LED灯；串口显示屏8与主控MCU1通过USART接口通讯连接。在使用本装置时，串口显示屏8能够以柱状图和数字显示结合的方式显示当前配方号和喷涂参数，喷涂参数包括电压值、电流值、配粉气、送粉气和清洁空气，并且能够通过按键面板和串口显示屏8修改各配方的喷涂参数，修改后数据即存储在存储模块2中，数据掉电不丢失；同时可通过按键面板选择系统运行方式，可选方式为手动本地，自动本地和自动远程三种模式。

为进一步地优化上述技术方案，本技术方案还优选地提供有以下改进之处：所述气控模块3包括：用于连接气控阀且与主控MCU1连接的气控阀信号处理模块9、用于采集进气压力且与主控MCU1连接的气压采集模块10、用于控制设备总进气阀门开关且与主控MCU1连接的总进气电磁阀。

其中，如图2所示，总进气电磁阀2用于控制外部控制设备的气源开关，实现在喷涂过程中快速关断所有空气，气压采集模块3实时采集总进气的空气压力值，当采集的空气压力低于5公斤时快速关断所有空气并停止喷涂作业；所述气控阀信号处理模块9与主控MCU1的IO接口连接、且与步进电机驱动芯片连接，主控MCU1经IO接口输出PWM信号给DRV8825的步进电机驱动芯片，驱动电子膨胀阀控制其阀门的开度调整空气流量；气压采集模块10通过CS5530接口与主控MCU1通讯连接；气压采集模块10，采用压力范围为-100kPa～1000kPa的压力传感器经AD芯片CS5530与主控MCU1通过通讯进行数据采集，该回路仅用于连接粉杯时作为轴承空气压力的监控，当压力低于设定值，气压采集模块10向主控MCU1输出压力低报警，主控MCU1控制外部控制设备停止运行。

为进一步地优化上述技术方案，本技术方案还优选地提供有以下改进之处：所述自动控制组件还包括：与主控MCU通讯连接的用于与外部设备进行数据交换的通讯模块12，所述通讯模块12能够接收到自动触发控制信号。

为进一步地优化上述技术方案，本技术方案还优选地提供有以下改进之处：所述电压电流控制模块4通过CANopen通讯协议与主控MCU1通讯连接。在本实施例中，将主控MCU1与电压电流控制模块4通过CAN2接口采用CANopen通讯协议数据交换电压电流控制模块4的控制与检测，提高了安全可靠性，使高压发生器主回路完全与主控控制板隔离，有效避免静电干扰，高频信号干扰等。

为进一步地优化上述技术方案，本技术方案还优选地提供有以下改进之处：还包括用于检测转速且与主控MCU1连接的转速测量模块11。所述转速测量模块11和主控MCU1通过光纤放大器连接，使用光纤放大器，通过捕获光纤放大器发出的脉冲信号进行转速的测量计算。

为进一步地优化上述技术方案，本技术方案还优选地提供有以下改进之处：所述主控MCU1的MCU采用STM32F107VCT6芯片。

一种静电粉末涂装控制方法，包括所述的一种静电粉末涂装控制装置；首先将外部控制设备与主控MCU1的接口处连接，所述主控MCU1能通过检测数个不同的接口的信号判断其所连接的外部控制设备的类别；

若主控MCU1识别判断为自动控制设备、且自动信号传输模块5检测到远程信号输入有效，则主控MCU1通过自动信号传输模块5获取自动触发信号，主控MCU1通过存储模块2调用配方参数信号，再根据配方参数信号向喷涂控制组件输出控制触发信号，主控MCU1通过自动信号传输模块5控制自动控制设备进行喷涂；

若主控MCU1识别判断为自动控制设备、且自动信号传输模块5检测到远程信号输入无效，则主控MCU1通过通讯模块12与外部控制设备进行数据交换、获取自动触发信号，主控MCU1通过存储模块2调用配方参数信号，再根据配方参数信号向喷涂控制组件输出控制触发信号，主控MCU1通过通讯模块12控制自动控制设备进行喷涂；

若主控MCU1识别判断为手动控制设备，则主控MCU1通过手动信号传输模块6获取手动触发信号，主控MCU1通过输入模块7获取所选择的配方参数信号、并通过存储模块2调用配方参数信号，再根据配方参数信号向喷涂控制组件输出控制触发信号、配合手动控制设备进行喷涂。

自动控制模式时，首先连接自动粉枪或自动粉杯，主控MCU1通过自动信号传输模块5接收到外部控制设备的信号，主控MCU1通过与其连接的数字量输入接口的8位数字量输入从存储模块2调用配方参数，分别向气控模块3和电压电流控制模块4输出控制信号，输出喷涂电压、并操作气控阀作动开始喷涂动作；同时，自动信号传输模块5与主控MCU1能够进行控制设备故障复位。其中，主控MCU1通过外部控制设备内部的程序控制与其进行数据交换，可以通过自动控制设备与主控MCU1硬接线时的远程输入的8位数字量数据来调用配方号，或者通过通讯模块12以通讯的方式直接调用配方号。

手动控制模式时，首先连接手喷枪设备，通过手喷枪扳机按压触发开关信号，主控MCU1通过手动信号传输模块6接收触发信号，然后在串口显示屏8上选择参数，主控MCU1从存储模块2调用配方参数，分别向气控模块3和电压电流控制模块4输出控制信号，输出喷涂电压、并操作气控阀作动开始喷涂动作；同时，手喷枪在使用时可以在手喷枪端调整喷涂参数和观察电压状态，因此在手动模式下，可以通过手喷枪上的按钮的输入信号，通过手动信号传输模块6传递主控MCU1，主控MCU1根据信号调整粉量的增加减少；可以由操纵员操作通过按键面板的按键选择快捷配方参数，也可以在触摸串口显示屏8中输入指定的配方号。

本申请能实现数字通讯控制、配粉气、送粉气、清洁空气和喷涂电压和喷涂电流，可实现喷涂参数配方化管理控制，适用于粉末手动喷枪、自动喷枪和自动旋杯的控制，实现对多种工件的高质量喷涂需求。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。