粉末涂裝智能化的工程機械論文范文
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前處理和靜電噴涂階段中影響噴涂效果和質量的因素主要有工件表面前處理質量、噴涂電壓、噴槍形式、噴涂時間、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，靜電粉末涂裝最優化就是實現這些因素的控制最優化。下面以其中的幾個因素為例進行探討。1)噴涂距離是靜電噴涂過程中控制膜層厚度的關鍵參數，一般控制在距離工件噴涂面100mm～250mm。噴涂距離的最優化就是根據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變化控制等。2)噴涂電壓是影響噴涂過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，要實現最優化靜電噴涂，噴涂電壓也需要動態變化。3)粉末電阻率對噴涂過程中的粉末涂層產生直接影響，電阻率過高會影響涂層厚度，過低則容易產生粉末再分散現象，一般工況下，粉末的電阻率在101．0Ω/mm～101．6Ω/mm較為理想，因此，如何實現這個電阻率的最優化控制顯得至關重要。4)噴粉量的大小對噴涂膜厚有一定影響，一般控制噴粉量在50g/min～1000g/min范圍內。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，該參數的最優化就是合理控制這個梯度，使得一定噴涂時間內膜厚精確可控。靜電粉末涂裝最優化是建立在每個影響涂裝效果因素基礎上的最優化，是現階段工程機械行業努力追求的目標，并且在一些涂裝工藝水平比較高的企業已經實現了這一目標，但從工業自動化大環境來看，工程機械行業粉末涂裝的智能化才是我們追求的最終目標。
2靜電粉末涂裝智能化
所謂粉末涂裝智能化就是實現粉末涂裝整個過程的智能化操作，最大限度減少人力，有效提高粉末涂裝質量，具體功能實現流程如圖3所示。功能實現流程圖中工件3D模型圖可以使用工件設計3D圖，該圖被導入噴涂設備控制終端后，經過控制終端的處理器分析其形狀、尺寸、角度等參數信息，然后模擬出預噴涂方案，該方案在顯示終端顯示，此時噴涂工藝工程師可以判斷預期噴涂效果，并通過人機接口更改控制終端輸出的預噴涂方案，直至方案符合特定要求。當方案無需更改或者工程師更改確定后，待噴涂工件進入前處理階段控制流程，該流程自動進行前處理階段的各個處理流程，并通過閉環控制來保證處理結果合格。當前處理階段合格之后，系統進入靜電噴涂階段，該階段將針對影響噴涂效果的噴涂電壓、噴槍形式、噴涂時間、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進行閉環控制，以噴涂電壓控制為例，其內部控制流程如圖4所示。通過該流程，可以實現對噴涂電壓的動態調整，能夠滿足不同噴涂距離和噴涂效果要求下的電壓供應。同理，可以實現其他參數的動態精確控制，達到實時控制各個變量的目的，進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化是建立在部分影響整體的理論基礎上，其實施過程就是先實現各個影響因素的最優化，然后實現整個涂裝的最優化，該理論能夠為現階段整個工程機械行業粉末涂裝過程中出現的涂裝設備故障率高、影響因素不確定、涂裝效率低等問題提供設計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化的實施載體，它的實施也是基于現階段快速發展的高頻CPU技術。靜電粉末涂裝智能化是工程機械行業粉末涂裝的發展趨勢，該行業的智能化能夠有效降低人工粉末涂裝的資源浪費，最大限度的解放人力并實現最小經濟成本前提下的粉末最優化涂裝。另一方面，工程機械行業本身的結構復雜、工件大小不一、粉末粉塵危害性大等問題要亟需一種智能化系統來解決。因此，靜電粉末涂裝最優化和智能化對工程機械行業來說有益性高，從技術角度來看也具有可行性。
4結束語
本文從工程機械行業粉末涂裝的技術現狀出發，在總結粉末涂裝一般工藝流程的基礎上，闡述了影響涂裝質量的各個因素，并針對這些因素提出靜電粉末涂裝最優化理論和靜電粉末涂裝智能化策略，從現階段存在問題和技術發展來看，該最優化理論和智能化策略具有高有益性和高可行性，也為工程機械行業粉末涂裝最優化和智能化發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
