粉末涂裝智能化的工程機(jī)械論文范文
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前處理和靜電噴涂階段中影響噴涂效果和質(zhì)量的因素主要有工件表面前處理質(zhì)量、噴涂電壓、噴槍形式、噴涂時(shí)間、噴粉量、粉末電阻率、粉末粒度、粉末和空氣混合物的速度梯度等，因此，靜電粉末涂裝最優(yōu)化就是實(shí)現(xiàn)這些因素的控制最優(yōu)化。下面以其中的幾個(gè)因素為例進(jìn)行探討。1)噴涂距離是靜電噴涂過(guò)程中控制膜層厚度的關(guān)鍵參數(shù)，一般控制在距離工件噴涂面100mm～250mm。噴涂距離的最優(yōu)化就是根據(jù)噴涂面的形狀不同控制噴涂距離，比如弧形工件噴涂距離的漸進(jìn)變化控制等。2)噴涂電壓是影響噴涂過(guò)程中上粉率和上粉效果的重要因素，通常隨著噴涂距離的改變，要實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化靜電噴涂，噴涂電壓也需要?jiǎng)討B(tài)變化。3)粉末電阻率對(duì)噴涂過(guò)程中的粉末涂層產(chǎn)生直接影響，電阻率過(guò)高會(huì)影響涂層厚度，過(guò)低則容易產(chǎn)生粉末再分散現(xiàn)象，一般工況下，粉末的電阻率在101．0Ω/mm～101．6Ω/mm較為理想，因此，如何實(shí)現(xiàn)這個(gè)電阻率的最優(yōu)化控制顯得至關(guān)重要。4)噴粉量的大小對(duì)噴涂膜厚有一定影響，一般控制噴粉量在50g/min～1000g/min范圍內(nèi)。5)粉末和空氣混合物的速度梯度是指噴槍出口處的粉末空氣混合物的速度與噴涂距離之比，該參數(shù)的最優(yōu)化就是合理控制這個(gè)梯度，使得一定噴涂時(shí)間內(nèi)膜厚精確可控。靜電粉末涂裝最優(yōu)化是建立在每個(gè)影響涂裝效果因素基礎(chǔ)上的最優(yōu)化，是現(xiàn)階段工程機(jī)械行業(yè)努力追求的目標(biāo)，并且在一些涂裝工藝水平比較高的企業(yè)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了這一目標(biāo)，但從工業(yè)自動(dòng)化大環(huán)境來(lái)看，工程機(jī)械行業(yè)粉末涂裝的智能化才是我們追求的最終目標(biāo)。
2靜電粉末涂裝智能化
所謂粉末涂裝智能化就是實(shí)現(xiàn)粉末涂裝整個(gè)過(guò)程的智能化操作，最大限度減少人力，有效提高粉末涂裝質(zhì)量，具體功能實(shí)現(xiàn)流程如圖3所示。功能實(shí)現(xiàn)流程圖中工件3D模型圖可以使用工件設(shè)計(jì)3D圖，該圖被導(dǎo)入噴涂設(shè)備控制終端后，經(jīng)過(guò)控制終端的處理器分析其形狀、尺寸、角度等參數(shù)信息，然后模擬出預(yù)噴涂方案，該方案在顯示終端顯示，此時(shí)噴涂工藝工程師可以判斷預(yù)期噴涂效果，并通過(guò)人機(jī)接口更改控制終端輸出的預(yù)噴涂方案，直至方案符合特定要求。當(dāng)方案無(wú)需更改或者工程師更改確定后，待噴涂工件進(jìn)入前處理階段控制流程，該流程自動(dòng)進(jìn)行前處理階段的各個(gè)處理流程，并通過(guò)閉環(huán)控制來(lái)保證處理結(jié)果合格。當(dāng)前處理階段合格之后，系統(tǒng)進(jìn)入靜電噴涂階段，該階段將針對(duì)影響噴涂效果的噴涂電壓、噴槍形式、噴涂時(shí)間、空氣粉末混合物速度梯度、粉末粒度、噴粉量、粉末電阻率、其他自定義量等參數(shù)進(jìn)行閉環(huán)控制，以噴涂電壓控制為例，其內(nèi)部控制流程如圖4所示。通過(guò)該流程，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)噴涂電壓的動(dòng)態(tài)調(diào)整，能夠滿足不同噴涂距離和噴涂效果要求下的電壓供應(yīng)。同理，可以實(shí)現(xiàn)其他參數(shù)的動(dòng)態(tài)精確控制，達(dá)到實(shí)時(shí)控制各個(gè)變量的目的，進(jìn)而有效提高粉末涂裝精度。
3有益性和可行性分析
本文提出的靜電粉末涂裝最優(yōu)化是建立在部分影響整體的理論基礎(chǔ)上，其實(shí)施過(guò)程就是先實(shí)現(xiàn)各個(gè)影響因素的最優(yōu)化，然后實(shí)現(xiàn)整個(gè)涂裝的最優(yōu)化，該理論能夠?yàn)楝F(xiàn)階段整個(gè)工程機(jī)械行業(yè)粉末涂裝過(guò)程中出現(xiàn)的涂裝設(shè)備故障率高、影響因素不確定、涂裝效率低等問(wèn)題提供設(shè)計(jì)理論參考和分析借鑒流程。本文提出的靜電粉末涂裝智能化是靜電粉末涂裝最優(yōu)化的實(shí)施載體，它的實(shí)施也是基于現(xiàn)階段快速發(fā)展的高頻CPU技術(shù)。靜電粉末涂裝智能化是工程機(jī)械行業(yè)粉末涂裝的發(fā)展趨勢(shì)，該行業(yè)的智能化能夠有效降低人工粉末涂裝的資源浪費(fèi)，最大限度的解放人力并實(shí)現(xiàn)最小經(jīng)濟(jì)成本前提下的粉末最優(yōu)化涂裝。另一方面，工程機(jī)械行業(yè)本身的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、工件大小不一、粉末粉塵危害性大等問(wèn)題要亟需一種智能化系統(tǒng)來(lái)解決。因此，靜電粉末涂裝最優(yōu)化和智能化對(duì)工程機(jī)械行業(yè)來(lái)說(shuō)有益性高，從技術(shù)角度來(lái)看也具有可行性。
4結(jié)束語(yǔ)
本文從工程機(jī)械行業(yè)粉末涂裝的技術(shù)現(xiàn)狀出發(fā)，在總結(jié)粉末涂裝一般工藝流程的基礎(chǔ)上，闡述了影響涂裝質(zhì)量的各個(gè)因素，并針對(duì)這些因素提出靜電粉末涂裝最優(yōu)化理論和靜電粉末涂裝智能化策略，從現(xiàn)階段存在問(wèn)題和技術(shù)發(fā)展來(lái)看，該最優(yōu)化理論和智能化策略具有高有益性和高可行性，也為工程機(jī)械行業(yè)粉末涂裝最優(yōu)化和智能化發(fā)展提供一種探索思路。
作者：王春杰單位：卡特彼勒(徐州)有限公司
