智能喷涂控制系统及方法与流程

本发明属于喷涂，具体涉及智能喷涂控制系统及方法。

背景技术：

1、喷涂技术广泛应用于汽车制造、家具制造、家电生产等领域，用于提高产品的表面质量和美观度。喷涂通过喷枪或碟式雾化器，借助于压力或离心力，分散成均匀而微细的雾滴，施涂于被涂物表面的涂装方法。

2、现有的喷涂控制系统及方法，主要依赖人工操作，存在以下问题：现有的喷涂控制系统自动化程度不高，需要大量人工干预，通过人工大量干预喷涂难以保证涂层的均匀性，导致产品质量不稳定，且传统喷涂工艺耗时长，生产效率低：喷涂过程中产生的挥发性有机化合物（vocs）对环境和人体健康造成危害；为此我们提出智能喷涂控制系统及方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供智能喷涂控制系统及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：智能喷涂控制系统，包括预热模块、静电喷漆模块、空气能提水模块、红外速干模块、空气能二次干燥模块、控制模块和人机交互模块；

3、所述预热模块包括加热元件和温控系统，用于对工件进行预热处理，提高涂料的附着力，所述预热模块包括加热元件和第一温控系统，所述加热元件采用电热丝丢工件进行预热处理，所述第一温控系统通过温度传感器进行实时监测和控制预热温度；

4、所述静电喷漆模块用于对工件进行静电喷涂，所述静电喷漆模块包括喷枪、高压电源和控制器，所述喷枪采用静电喷枪，通过产生静电场，使涂料带电，所述高压电源用于提供高电压，使涂料带电并吸附在工件表面，所述控制器包括喷枪控制单元和喷漆参数设置单元，用于控制喷漆过程；

5、所述空气能提水模块用于提供喷涂所需的清洁水源，所述空气能提水模块包括空气能热泵和水处理系统，所述空气能热泵利用空气中的热量提取水分，提供清洁水源，所述水处理系统通过第一过滤器对清洁水源进行过滤，确保水源的清洁；

6、所述红外速干模块用于加速涂料的干燥过程，缩短生产周期，所述红外速干模块包括红外加热灯和第二温控系统，所述红外加热灯均匀分布于干燥室内，用于进行红外加热，所述温控系统包括温度传感器和控制器，用于实时监测和控制干燥温度；

7、所述空气能二次干燥模块采用空气能热泵，利用空气中的热量提供干燥所需的热量，进一步干燥涂层；

8、所述控制模块用于控制系统协调各模块的工作，进行智能化控制；

9、所述人机交互模块用于显示系统状态和操作指令，提供用户交互功能。

10、优选的，所述智能喷涂控制系统还包括环境监测模块、废气处理模块和数据记录与分析模块，所述环境监测模块用于监测喷涂环境中的湿度和vocs浓度，所述废气处理模块用于处理喷涂过程中产生的废气，减少环境污染，所述数据记录与分析模块用于记录喷涂过程中的数据，并进行分析和优化。

11、优选的，所述环境监测装置包括湿度传感器和vocs传感器，所述湿度传感器用于监测环境湿度，所述vocs传感器用于监测喷涂过程中产生的vocs浓度；所述废气处理模块包括废气收集单元、第二过滤器和净化单元，所述废气收集单元用于收集喷涂过程中产生的废气，所述第二过滤器用于初步过滤废气中的颗粒物。，所述净化单元采用活性炭吸附、催化燃烧技术，进一步净化废气。

12、优选的，所述预热模块中控制预热温度采用温度控制公式对温度进行控制，所述温度控制公式具体如下：

13、；

14、其中，tout为输出控制信号；kp为比例增益；ki为积分增益；kd为微分增益；tset为设定温度；tcurrent为当前温度。

15、优选的，所述红外速干模块和所述空气能二次干燥模块均通过干燥速率公式计算干燥速率，通过调整红外加热灯的温度来控制干燥速率，所述干燥速率公式具体如下：

16、；

17、其中，r为干燥速率；k为干燥系数；t为干燥室的温度；tambient为环境温度。

18、智能喷涂控制方法，包括以下步骤：

19、s1.通过人机交互模块设置喷漆参数，启动预热、静电喷漆、红外速干和空气能二次干燥工序；

20、s2.通过控制模块协调各模块的工作，进行智能化控制，在生产过程中，实时监测各装置的工作状态，必要时进行调整和维护；

21、s3.通过预热模块对工件进行预热处理；

22、s4.在工件预处理后，通过静电喷漆模块对工件进行静电喷涂；

23、s5.通过空气能提水模块提供喷涂所需的清洁水源；

24、s6.通过红外速干模块进行红外加热，加速涂料的干燥；

25、s7.使空气能二次干燥模块采用空气能热泵，利用空气中的热量提供干燥所需的热量，对涂层进一步干燥，直到干燥完成；

26、s8.取下工件，完成喷涂。

27、优选的，还包括以下步骤：s9.监测喷涂环境中的湿度和vocs浓度，处理喷涂过程中产生的废气，减少环境污染，记录喷涂过程中的数据，并进行分析和优化。

28、优选的，所述s9的具体步骤包括：通过湿度传感器监测环境湿度，通过vocs传感器监测喷涂过程中产生的vocs浓度；通过废气收集单元收集喷涂过程中产生的废气，通过第二过滤器对采集的废气初步过滤，然后采用活性炭吸附、催化燃烧技术，进一步净化废气；利用数据采集卡采集各传感器的数据，并存储采集的数据，用于分析数据，提供优化建议。

29、优选的，所述s9中在净化废气过程中采用vocs去除率公式计算处理中的vocs去除率，评估处理效果，所述vocs去除率公式具体如下：

30、%；

31、其中，e为vocs去除率；cout为处理后的vocs浓度；cin为处理前的vocs浓度。

32、优选的，所述s9中进行分析数据时采用数据分析公式计算系统中记录的数据的平均值，帮助分析喷涂过程中的性能，以及采用标准差公式计算系统中记录的数据的标准差，帮助评估数据的离散程度，所述数据分析公式具体如下：

33、；

34、所述标准差公式具体如下：

35、；

36、其中，mean为平均值；n为数据点的数量；xi为第i个数据点的值；σ为标准差。

37、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

38、（1）本发明通过静电喷漆模块，实现喷涂的均匀性和高效性，提高产品质量，同时在喷涂之前，通过设置的预热模块，对工件进行预热处理，提高涂料的附着力，从而进一步提高喷头质量；通过空气能提水模块提供清洁水源，减少对环境的影响，降低污染，同时通过红外速干模块和空气能二次干燥模块，能够加速涂料的干燥过程，缩短生产周期，增加工作效率，且系统能够进行智能化控制，减少人工干预，方便用户进行系统设置和管理，从而进一步提高生产效率；

39、（2）本发明通过环境监测模块和废气处理模块，能够喷涂环境的安全进行监测，以及对工程过程中产生的废气进行处理，从而减少环境污染，绿色环保，通过数据记录与分析模块，记录喷涂过程中的数据，并进行分析和优化，从而有利于提高生产效率和产品质量；

40、（3）本发明的方法通过预热、静电喷漆、空气能提水、红外速干、空气能二次干燥、环境监测、废气处理和数据记录与分析等关键技术，实现了喷涂过程的智能化控制，提高了喷涂质量、生产效率和环保性能，具有重要的实际应用价值。