一种分区控制喷粉量的弯管粉末内喷涂调匀装置及应用方法与流程

1.本发明涉及弯管内喷涂的技术领域，尤其是一种分区控制喷粉量的弯管粉末内喷涂调匀装置及应用方法。


背景技术：

2.弯管是输送管线的重要部件。弯管一般为钢质，弯管喷涂可以有效解决输送介质对管体的腐蚀问题，弯管内喷涂包括酚醛底漆喷涂和熔结环氧粉末喷涂。常见的大口径弯管管件由直管段和弯管段构成，即弯管管件两端部分是直管段，中间部分为弯管段。
3.为了实现弯管内喷涂机械化施工，技术人员设计了“蛇骨节+垂直支撑杆+水平限制杆”装置，垂直支撑杆、水平限制杆的端部安装有滚轮。该装置可保证喷涂装置在弯管内自由通过和居中，使弯管内喷涂效率显著提升。
4.上述“蛇骨节+垂直支撑杆+水平限制杆”装置存在的问题是：由于喷头居于管心线位置，所以喷头端面圆的垂直平分线与所对应弯管的横截面圆的垂直平分线重合，喷涂装置匀速工作时(喷头匀速旋转、装置匀速行走)，所经过弯管段内外侧的受粉量是相同的；单位时间所通过的圆心角和弧长相同，而相同圆心角所对应的弯管外侧内表面面积和弯管内侧内表面的面积不同，而喷头在匀速旋转中向弯管内外侧内表面所喷出的粉量相同，这样，造成了弯管内喷涂过程中，虽然喷涂装置匀速行走，喷头匀速旋转，但弯管内、外侧内壁得到的涂层厚度却有差异，该差异随着弯管直径的增大，越加明显。内外侧涂层厚度差异在质量方面导致的问题是：弯管内侧内壁涂层厚度适中时，外侧内壁涂层厚度不够；弯管外侧内壁涂层厚度适中时，内侧内壁涂层厚度超标。涂层厚度不够则不合格，厚度超标往往产生掉粉、熔结不完全等问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种分区控制喷粉量的弯管粉末内喷涂调匀装置及应用方法，主要解决上述现有技术存在如何消除弯管管件内喷涂过程中的内外侧涂层厚度偏差导致涂层厚度不合格的问题。
6.为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种分区控制喷粉量的弯管粉末内喷涂调匀装置，其特征在于：该分区控制喷粉量的弯管粉末内喷涂调匀装置包括行走机构、旋摆喷粉机构，其中旋摆喷粉机构包括多个喷粉枪和旋摆伺服电机，多个喷粉枪均匀地设置在行走机构的机头位置横截面上，多个喷粉枪按照所对应的弯管内外侧位置、管内高度，分成不同的喷粉枪组，不同的喷粉枪组对应不同的管内区域，不同区域的喷粉枪组执行不同的喷粉量，旋摆伺服电机带动机头旋摆。
7.进一步，行走机构还包括行走伺服电机和行走小车，行走小车由行走伺服电机控制，带动机头移动；
8.该分区控制喷粉量的弯管粉末内喷涂调匀装置还包括供粉机构和控制机构，供粉机构包括输粉管路、数字比例阀和粉源，每支喷粉枪配置独立的输粉管路连通粉源，每条输
粉管路上设置数字比例阀；
9.控制机构控制旋摆伺服电机、行走伺服电机以及数字比例阀的运行。
10.进一步，控制机构包括plc，plc控制旋摆伺服电机、行走伺服电机的运行；plc控制数字比例阀的开度，进而控制每支喷粉枪单位时间喷粉量。
11.一种分区控制喷粉量的弯管粉末内喷涂调匀装置的应用方法，其特征在于：利用上述一种分区控制喷粉量的弯管粉末内喷涂调匀装置，在弯管管件内喷涂过程中，通过不同分区所对应喷粉枪组喷粉量的差异设置，实现弯管管件直管段、弯管段的均匀内喷涂；和/或在弯管管件内喷涂过程中，通过不同分区所对应喷粉枪组喷粉量的差异设置，实现弯管段内的内侧和外侧的均匀喷涂。
12.进一步，喷粉机构的喷粉枪组的运动形式为旋摆运动，实现不同分区所对应喷粉枪组实施不同的喷粉量。
13.进一步，将弯管管件的横截面分为四部分：a区、b区、c区和d区，以弯管管件圆形横截面的垂径上部为0度线，a区所对应的扇形面为按照顺时针方向135
°
～225
°
，a区对应的是弯管管件内的下表面，b区对应的扇形面为按照顺时针方向225
°
～315
°
，b区对应的是弯管管件内的内侧，c区所对应的扇形面为按照顺时针方向315
°
～45
°
，c区对应的是弯管管件内的上表面，d区所对应的扇形面为按照顺时针方向45
°
～135
°
，d区对应的是弯管管件内的外侧；
14.按照a区、b区、c区、d区划分，多个喷粉枪分为a区喷粉枪组、b区喷粉枪组、c区喷粉枪组和d区喷粉枪组；
15.对弯管管件的直管段喷涂时，a区喷粉枪组的喷粉量＜b、d区喷粉枪组喷粉量＜c区喷粉枪组喷粉量；
16.对弯管管件的弯管段喷涂时，a区喷粉枪组的喷粉量≤b区喷粉枪组喷粉量＜c区喷粉枪组喷粉量＜d区喷粉枪组喷粉量。
17.进一步，行走机构的机头位置横截面上均匀地设置4n个喷粉枪，每个喷粉枪通过输粉管路连接数字比例阀，第1个至第n个数字比例阀对应a区喷粉枪组第1个至第n个喷粉枪，第n+1个至第2n个数字比例阀对应b区喷粉枪组第n+1个至第2n个喷粉枪，第2n+1个至第3n个数字比例阀对应c区喷粉枪组第2n+1个至第3n个喷粉枪，第3n+1个至第4n个数字比例阀对应d区喷粉枪组第3n+1个至第4n个喷粉枪；
18.plc包括主控制器plc0和plc1、plc2、plc3、plc4，主控制器plc0控制行走伺服电机、旋摆伺服电机、plc1、plc2、plc3和plc4的运行；
19.plc1控制第1个至第n个数字比例阀的开度；
20.plc2控制第n+1个至第2n个数字比例阀的开度；
21.plc3控制第2n+1个至第3n个数字比例阀的开度；
22.plc4控制第3n+1个至第4n个数字比例阀的开度；
23.进一步，a区喷粉枪组、b区喷粉枪组、c区喷粉枪组和d区喷粉枪组的旋摆幅度不大于
±
45
°
。
24.进一步，一种分区控制喷粉量的弯管粉末内喷涂调匀装置的应用方法，具体步骤如下：
25.s1、根据弯管管件的直径、直管段长度、弯管段长度，设定行走伺服电机的运行参
数；
26.s2、根据弯管管件的直径、涂层厚度要求及喷粉枪的规格、粉枪组合情况，设定a、b、c、d区喷粉枪组的粉量参数；
27.s3、待涂装的弯管管件就位，行走机构行进到弯管管件最远端，由控制机构控制供粉机构开始工作，喷粉伺服电机工作，喷粉枪组开始旋摆，行走伺服电机工作，行走小车带动喷粉机构从弯管远端向弯管近端匀速行走，同时执行喷粉涂装过程；
28.s4、弯管内喷涂完成，装置停止工作，等待下一次作业。
29.进一步，在步骤s1中，直管段1的长度l1、直管段1的作业行走时间t1，弯管段的长度l2、弯管段的行走时间t2，直管段2的长度l3、直管段2的作业行走时间t3；
30.在步骤s2中，先设定直管段的粉量参数及对应的数字比例阀开度，即直管段a区喷粉枪组的粉量出粉速度值v1a及对应的数字比例阀开度值w1a，b区喷粉枪组的粉量出粉速度值v1b及对应的数字比例阀开度值w1b，c区喷粉枪组的粉量出粉速度值v1c及对应的数字比例阀开度值w1c，d区喷粉枪组的粉量出粉速度值v1d及对应的数字比例阀开度值w1d，v1b＝v1d，w1b＝w1d，v1a＜v1b＝v1d＜v1c，w1a＜w1b＝w1d＜w1c，再设定弯管段的粉量参数及对应的数字比例阀开度值，即弯管段a区喷粉枪组的粉量出粉速度值v2a及对应的数字比例阀开度值w2a、b区喷粉枪组的粉量出粉速度值v2b及对应的数字比例阀开度值w2b、c区喷粉枪组的粉量出粉速度值v2c及对应的数字比例阀开度值w2c、d区喷粉枪组的粉量出粉速度值v2d及对应的数字比例阀开度值w2d，v2a≤v2b＜v2c＜v2d，w2a≤w2b＜w2c＜w2d，最后设定四个喷粉枪组旋摆参数；
31.在步骤s3中，行走机构从弯管管件近端进入弯管，行进到弯管管件最远端，定位后，行走伺服电机向主控制器plc0发送就位信号，主控制器plc0收到信号后，将喷粉枪组旋摆参数发送到喷粉伺服电机，同时分别通过plc1、plc2、plc3、plc4将a、b、c、d区喷粉枪组直管段的粉量出粉速度值和数字比例阀开度值发送到相应数字比例阀，即f1～f4n，喷粉枪组开始按照设定旋摆参数旋摆，各个数字比例阀按设定参数打开，w1b＝w1d，w1a＜w1b＝w1d＜w1c，供粉管路向喷粉枪组供粉，确保v1a＜v1b＝v1d＜v1c，执行直管段喷粉作业，同时行走伺服电机带动喷粉机构从弯管远端向弯管近端匀速行走；经过时间t1后，喷粉机构行走到直管段1与弯管段的连接处，主控制器plc0分别通过plc1、plc2、plc3、plc4将弯管段a、b、c、d区喷粉枪组弯管段的粉量出粉速度值和数字比例阀开度值发送到相应数字比例阀，即f1～f4n，执行预设的弯管段喷粉工艺，此时w2a≤w2b＜w2c＜w2d，v2a≤v2b＜v2c＜v2d；再经过时间t2后，喷粉机构行走到弯管段与直管段2的连接处，主控制器plc0分别通过plc1、plc2、plc3、plc4将直管段a、b、c、d区喷粉枪组直管段的粉量出粉速度值和数字比例阀开度值发送到相应数字比例阀，执行直管段2喷粉作业，此时w1a＜w1b＝w1d＜w1c，v1a＜v1b＝v1d＜v1c；最后经过时间t3后，喷粉机构行走完所有直管弯管段，到达弯管管件的近端面位置，主控制器plc0向行走伺服电机发出停止指令，同时向喷粉伺服电机发出停止指令，分别通过plc1、plc2、plc3、plc4向各数字比例阀发出关闭指令。
32.鉴于上述技术特征，本发明具有如下优点：
33.本发明的一种分区控制喷粉量的弯管粉末内喷涂调匀装置及应用方法，通过将弯管管件内区域进行划区，按照所对应的弯管内外侧位置、管内高度，分成不同的喷粉枪组，不同的喷粉枪组对应不同的管内区域，不同区域的喷粉枪组执行不同的喷粉量，使得弯管
管件内喷涂粉层厚更均匀，能够有效地改善了弯管管件喷涂涂层厚度的均匀性，解决弯管管件内喷涂过程中的内外侧涂层厚度偏差导致涂层厚度不合格的问题。也能使得弯管管件内喷涂粉层厚更适中，避免涂层厚度不够的问题或涂层厚度超标往往产生掉粉、熔结不完全等问题。
附图说明
34.图1是具体实施例1中一种分区控制喷粉量的弯管粉末内喷涂调匀装置的结构示意图；
35.图2是具体实施例1中弯管管件的横截面分a区、b区、c区、d区的划分图
36.图3是具体实施例1中喷粉机构及喷粉枪布设示意图(8个喷粉枪)
37.图4是具体实施例1中控制关系图。
38.图中：100、弯管管件；201、喷粉枪；202、旋摆伺服电机；203、输粉管束；204、输粉管路；301、机头；302、行走小车；303、行走伺服电机；401、数字比例阀；501、吹粉装置；502、流化箱。
具体实施方式
39.下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本技术所附权利要求书所限定的范围。
40.参见图1至图4，具体实施例1，一种分区控制喷粉量的弯管粉末内喷涂调匀装置包括行走机构、旋摆喷粉机构，其中旋摆喷粉机构包括多个喷粉枪201和旋摆伺服电机202，多个喷粉枪201均匀地设置在行走机构的机头301位置横截面上，多个喷粉枪201按照所对应的弯管内外侧位置、管内高度，分成不同的喷粉枪组，不同的喷粉枪组对应不同的管内区域，不同区域的喷粉枪组执行不同的喷粉量，旋摆伺服电机202带动机头301旋摆，使不同的喷粉枪组始终在弯管管件100内所对应的区域工作。行走机构还包括行走伺服电机303和行走小车302，行走小车302由行走伺服电机303控制，带动机头301移动；
41.该分区控制喷粉量的弯管粉末内喷涂调匀装置还包括供粉机构和控制机构，供粉机构包括输粉管路204、数字比例阀401和粉源(未显示在附图中)，每支喷粉枪201配置独立的输粉管路204连通粉源，输粉管路204连接吹粉装置501以及流化箱502，流化箱502使得粉源的粉末在蠕动泵的作用下，像水一样流动起来，每条输粉管路204上设置数字比例阀401；控制机构控制旋摆伺服电机202、行走伺服电机303以及数字比例阀401的运行。多条输粉管路204汇集成输粉管束203。
42.控制机构包括plc，plc控制旋摆伺服电机202、行走伺服电机303的运行；plc控制数字比例阀401的开度，进而控制每支喷粉枪201单位时间喷粉量。plc与行走伺服电机303通信连接。
43.一种分区控制喷粉量的弯管粉末内喷涂调匀装置的应用方法，利用上述一种分区控制喷粉量的弯管粉末内喷涂调匀装置，在弯管管件100内喷涂过程中，通过不同分区所对应喷粉枪组喷粉量的差异设置，实现弯管管件100直管段、弯管段的均匀内喷涂；和/或在弯
管管件100内喷涂过程中，通过不同分区所对应喷粉枪组喷粉量的差异设置，实现弯管段内的内侧和外侧的均匀喷涂。
44.优选地，喷粉机构的喷粉枪组的运动形式为旋摆运动，实现不同分区所对应喷粉枪组实施不同的喷粉量。喷粉机构对弯管管件100管内壁实现全面且均匀的喷涂覆盖。
45.优选地，将弯管管件100的横截面分为四部分：a区、b区、c区和d区，参见图2，以弯管管件100圆形横截面的垂径上部为0度线，a区所对应的扇形面为按照顺时针方向135
°
～225
°
，a区对应的是弯管管件100内的下表面，a区喷粉时，由于重力的影响，着粉量增多，b区对应的扇形面为按照顺时针方向225
°
～315
°
，b区对应的是弯管管件100内的内侧，喷粉机构在弯管段匀速行走时，单位时间扫过的面积相对较小，c区所对应的扇形面为按照顺时针方向315
°
～45
°
，c区对应的是弯管管件100内的上表面，喷粉时，由于重力的影响，着粉量减少，d区所对应的扇形面为按照顺时针方向45
°
～135
°
，d区对应的是弯管管件100内的外侧，喷粉机构在弯管段匀速行走时，单位时间扫过的面积相对较大；
46.按照a区、b区、c区、d区划分，多个喷粉枪201分为a区喷粉枪组、b区喷粉枪组、c区喷粉枪组和d区喷粉枪组，参见图3，此图中喷粉机构设有8个喷粉枪201，均匀地设置在行走机构的机头301位置横截面上，对应弯管管件100的a区、b区、c区、d区；
47.对弯管管件100的直管段喷涂时，a区喷粉枪组的喷粉量＜b、d区喷粉枪组喷粉量＜c区喷粉枪组喷粉量；
48.对弯管管件100的弯管段喷涂时，a区喷粉枪组的喷粉量≤b区喷粉枪组喷粉量＜c区喷粉枪组喷粉量＜d区喷粉枪组喷粉量。
49.优选地，行走机构的机头301位置横截面上均匀地设置若干个喷粉枪201，每个喷粉枪201通过输粉管路204连接数字比例阀401，第1个至第n个数字比例阀401对应a区喷粉枪组第1个至第n个喷粉枪201，第n+1个至第2n个数字比例阀401对应b区喷粉枪组第n+1个至第2n个喷粉枪201，第2n+1个至第3n个数字比例阀401对应c区喷粉枪组第2n+1个至第3n个喷粉枪201，第3n+1个至第4n个数字比例阀401对应d区喷粉枪组第3n+1个至第4n个喷粉枪201；n为自然数，比如n＝1，设置4个喷粉枪，每个喷粉枪对应一个区，每个喷粉枪201旋摆角度为
±
45
°
，当然也可以选择2≤n≤10。根据弯管管件100不同的管径，喷粉枪201数不同，即大管子多，小管子少；比如n＝2，设置8个喷粉枪201，每个喷粉枪201旋摆角度为
±
22.5
°
，参见图2，或者n＝9，设置36个喷粉枪201，每个喷粉枪旋摆角度为
±5°
或每个喷粉枪201旋摆角度不大于
±7°
。
50.plc包括主控制器plc0和plc1、plc2、plc3、plc4，主控制器plc0控制行走伺服电机303、旋摆伺服电机202、plc1、plc2、plc3和plc4的运行，plc1控制第1个至第n个数字比例阀401的开度，plc2控制第n+1个至第2n个数字比例阀401的开度，plc3控制第2n+1个至第3n个数字比例阀401的开度，plc4控制第3n+1个至第4n个数字比例阀401的开度，参见图4。
51.优选地，a区喷粉枪组、b区喷粉枪组、c区喷粉枪组和d区喷粉枪组的旋摆幅度不大于
±
45
°
。
52.一种分区控制喷粉量的弯管粉末内喷涂调匀装置的应用方法，具体步骤如下：s1、根据弯管管件100的直径、直管段长度、弯管段长度，设定行走伺服电机303的运行参数；在步骤s1中，直管段1的长度l1、直管段1的作业行走时间t1，弯管段的长度l2、弯管段的行走时间t2，直管段2的长度l3、直管段2的作业行走时间t3；
53.s2、根据弯管管件100的直径、涂层厚度要求及喷粉枪201的规格、粉枪组合情况，设定a、b、c、d区喷粉枪组的粉量参数；在步骤s2中，先设定直管段的粉量参数及对应的数字比例阀开度，即直管段a区喷粉枪组的粉量出粉速度值v1a及对应的数字比例阀开度值w1a，b区喷粉枪组的粉量出粉速度值v1b及对应的数字比例阀开度值w1b，c区喷粉枪组的粉量出粉速度值v1c及对应的数字比例阀开度值w1c，d区喷粉枪组的粉量出粉速度值v1d及对应的数字比例阀开度值w1d，v1b＝v1d，w1b＝w1d，v1a＜v1b＝v1d＜v1c，w1a＜w1b＝w1d＜w1c，再设定弯管段的粉量参数及对应的数字比例阀开度值，即弯管段a区喷粉枪组的粉量出粉速度值v2a及对应的数字比例阀开度值w2a、b区喷粉枪组的粉量出粉速度值v2b及对应的数字比例阀开度值w2b、c区喷粉枪组的粉量出粉速度值v2c及对应的数字比例阀开度值w2c、d区喷粉枪组的粉量出粉速度值v2d及对应的数字比例阀开度值w2d，v2a≤v2b＜v2c＜v2d，w2a≤w2b＜w2c＜w2d，最后设定四个喷粉枪组旋摆参数，比如包括旋摆角速度25
°
/s和四个喷粉枪组的旋摆幅度不大于
±
45
°
，比如设置8支喷粉枪201，每个喷粉枪组的旋摆幅度为
±
22.5
°
，喷粉枪组旋摆时，能够在弯管管件100内侧壁覆盖均匀；
54.表1：a、b、c、d区喷粉枪组粉量参数设定表，以设置8支喷粉枪，四个喷粉枪组为例。
[0055][0056]
s3、待涂装的弯管管件100就位，行走机构行进到弯管管件100最远端，由控制机构控制供粉机构开始工作，喷粉伺服电机工作，喷粉枪组开始旋摆，行走伺服电机303工作，行走小车302带动喷粉机构从弯管远端向弯管近端匀速行走，同时执行喷粉涂装过程；
[0057]
在步骤s3中，行走机构从弯管管件100近端进入弯管，行进到弯管管件100最远端，定位后，行走伺服电机303向主控制器plc0发送就位信号，主控制器plc0收到信号后，将喷粉枪组旋摆参数发送到喷粉伺服电机，同时分别通过plc1、plc2、plc3、plc4将a、b、c、d区喷粉枪组直管段的粉量出粉速度值和数字比例阀401开度值发送到相应数字比例阀401，即f1～f4n，喷粉枪组开始按照设定旋摆参数旋摆，各个数字比例阀401按设定参数打开(出粉量由管内压力和粉管阀门开度共同决定，为了方便说明，此处假设输粉管路204内吹粉压力不变，只通过电磁阀调节，所以阀门开度决定出粉量)，w1b＝w1d，w1a＜w1b＝w1d＜w1c，供粉管路向喷粉枪组供粉，确保v1a＜v1b＝v1d＜v1c，执行直管段喷粉作业，同时行走伺服电机303带动喷粉机构从弯管远端向弯管近端匀速行走；经过时间t1后，喷粉机构行走到直管段1与弯管段的连接处，主控制器plc0分别通过plc1、plc2、plc3、plc4将弯管段a、b、c、d区喷粉枪组直管段的粉量出粉速度值和数字比例阀401开度值发送到相应数字比例阀401，即f1
～f4n，执行预设的弯管段喷粉工艺，此时w2a≤w2b＜w2c＜w2d，v2a≤v2b＜v2c＜v2d；再经过时间t2后，喷粉机构行走到弯管段与直管段2的连接处，主控制器plc0分别通过plc1、plc2、plc3、plc4将直管段a、b、c、d区喷粉枪组直管段的粉量出粉速度值和数字比例阀401开度值发送到相应数字比例阀401，执行直管段2喷粉作业，此时w1a＜w1b＝w1d＜w1c，v1a＜v1b＝v1d＜v1c；最后经过时间t3后，喷粉机构行走完所有直管弯管段，到达弯管管件100的近端面位置，主控制器plc0向行走伺服电机303发出停止指令，同时向喷粉伺服电机发出停止指令，分别通过plc1、plc2、plc3、plc4向各数字比例阀401发出关闭指令
[0058]
s4、弯管内喷涂完成，装置停止工作，等待下一次作业。
[0059]
具体举例说明，以直径为40英寸的弯管管件100的fbe粉末喷涂，以36个喷粉枪201，分为四个喷粉枪组，每个喷粉枪组的旋摆幅度为
±5°
到
±6°
为例。喷粉枪201越多，弯管管件100内侧壁整体喷涂的效率越高。
[0060]
1、弯管管件100的规格与尺寸：弯管直径1016mm，由直管段1+弯管段+直管段2组成。其中直管段1长度为5000mm，直管段2长度为1000mm，弯管段弯角为90
°
，弯管中心弧长为3000mm。
[0061]
2、喷粉机构：36支喷粉枪201，在机头301横截面圆周上均匀布设，相邻两支枪的夹角角度为10
°
。36支喷粉枪201分区情况如下：
[0062]
表2：喷粉枪分区情况
[0063][0064]
3、控制机构：品牌：汇川，型号simatic s7-1200的plc，数字比例阀401的品牌：来宝，型号：35by48l-11b，旋摆喷粉机构的旋摆伺服电机202的品牌：汇川，型号：ms1h3-18c15cd-t311z，行走机构的行走伺服电机303的品牌：汇川，型号：ms1h3-29c15cd-t311z。
[0065]
设备间采用网口连接，控制机构还包括通信网线，plc0通过通信网线连接行走伺服电机303、旋摆伺服电机202、plc1、plc2、plc3和plc4。
[0066]
4、具体参数设置
[0067]
(1)喷粉枪组的旋摆角速度：25
°
/s
[0068]
(2)喷粉枪组的旋摆幅度：
±5°
，当然也可以选择旋摆幅度
±6°
，略大于
±5°
，这样可以满足相邻区域边缘部位的喷涂均匀要求，尽可能降低因粉末自重产生的相邻区域边缘部位的喷涂误差。
[0069]
(3)行走小车302的速度20mm/s，t1＝250s，t2＝150s，t3＝50s
[0070]
(4)喷粉量设置
[0071]
表3：喷粉量设置
[0072][0073]
5、根据以上设定参数，编写分区控制喷粉量的弯管粉末内喷涂逻辑控制程序，并输入到plc0、plc1、plc2、plc3、plc4。
[0074]
6、喷粉作业过程
[0075]
(1)待涂装的弯管管件100就位。行走机构从弯管管件100近端进入弯管，行进到弯管管件100最远端，定位后停止。
[0076]
(2)plc0收到行走伺服电机303就位信号后，将喷粉枪组旋摆工艺参数发送到喷粉机构伺服电机，同时分别通过plc1、plc2、plc3、plc4将直管段a、b、c、d区喷粉枪组粉量参数发送到数字比例阀组(f1～f36)。喷粉枪组开始按照设定参数旋摆，旋摆摆幅：
±5°
，摆动角速度25
°
/s。数字比例阀401按照表3中直管段参数打开，喷粉机构开始喷粉，行走伺服电机303带动喷粉机构以20mm/s的速度从弯管远端向弯管近端匀速行走，执行预设的直管段1喷粉操作。plc0通过与行走伺服电机303的通信实时获取喷粉机构位置信息。
[0077]
(3)经过250s后，喷粉机构完成直管段1的内喷涂，行走到直管段1与弯管段的连接处，plc0分别通过plc1、plc2、plc3、plc4将表3中弯管段a、b、c、d区喷粉枪组粉量参数发送到数字比例阀401组(f1～f36)，数字比例阀按照表3中弯管段参数调整，喷粉枪组旋摆参数不变，行走伺服电机303运行参数不变，执行预设的弯管段喷粉操作，plc0通过与行走伺服电机303的通信实时获取喷粉机构位置信息。
[0078]
(4)再经过150s后，喷粉机构完成弯管段的内喷涂，行走到弯管段与直管段2的连接处，plc0分别通过plc1、plc2、plc3、plc4将直管段a、b、c、d区喷粉枪组粉量参数发送到数字比例阀组(f1～f36)，数字比例阀按照表3中直管段参数调整，喷粉枪组旋摆参不变，行走机构伺服电机运行参数不变，执行预设的直管段2喷粉操作，plc0通过与行走伺服电机303的通信实时获取喷粉机构位置信息。
[0079]
(5)、再经过50s后，喷粉机构完成直管段2的内喷涂，行走完所有直管段和弯管段，到达弯管管件100的近端面位置，plc0向行走伺服电机303发出停止指令，同时向喷粉伺服电机发出停止指令，向数字比例阀401发出关闭指令。
[0080]
(6)、弯管管件100内喷涂完成，装置停止工作，等待下一次作业。
[0081]
弯管管件100内喷涂过程完成后，对所喷涂的弯管内涂层进行检测，涂层表面良好，无漏点，涂层厚度检测结果如下：
[0082] a区b区c区d区直管段1303μm295μm291μm308μm弯管段299μm306μm300μm320μm直管段2301μm308μm295μm302μm
[0083]
以上涂层厚度检测结果显示，本发明分区控制喷粉量的弯管粉末内喷涂调匀装置及其方法，能够有效地改善了弯管管件100内喷涂涂层厚度的均匀性，比如此时弯管段内外侧涂层厚度差为14μm，差距较小，满足喷涂涂层厚度的均匀性要求，属于合格的弯管管件，节省了fbe粉末，降低生产成本。
[0084]
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0085]
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0086]
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

技术特征：
1.一种分区控制喷粉量的弯管粉末内喷涂调匀装置，其特征在于：该分区控制喷粉量的弯管粉末内喷涂调匀装置包括行走机构、旋摆喷粉机构，其中旋摆喷粉机构包括多个喷粉枪(201)和旋摆伺服电机(202)，多个喷粉枪(201)均匀地设置在行走机构的机头(301)位置横截面上，多个喷粉枪(201)按照所对应的弯管内外侧位置、管内高度，分成不同的喷粉枪组，不同的喷粉枪组对应不同的管内区域，不同区域的喷粉枪组执行不同的喷粉量，旋摆伺服电机(202)带动机头(301)旋摆。2.根据权利要求1所述一种分区控制喷粉量的弯管粉末内喷涂调匀装置，其特征在于：行走机构还包括行走伺服电机(303)和行走小车(302)，行走小车(302)由行走伺服电机(303)控制，带动机头(301)移动；该分区控制喷粉量的弯管粉末内喷涂调匀装置还包括供粉机构和控制机构，供粉机构包括输粉管路(204)、数字比例阀(401)和粉源，每支喷粉枪(201)配置独立的输粉管路(204)连通粉源，每条输粉管路(204)上设置数字比例阀(401)；控制机构控制旋摆伺服电机(202)、行走伺服电机(303)以及数字比例阀(401)的运行。3.根据权利要求2所述一种分区控制喷粉量的弯管粉末内喷涂调匀装置，其特征在于：控制机构包括plc，plc控制旋摆伺服电机(202)、行走伺服电机(303)的运行；plc控制数字比例阀(401)的开度，进而控制每支喷粉枪(201)单位时间喷粉量。4.一种分区控制喷粉量的弯管粉末内喷涂调匀装置的应用方法，其特征在于：利用上述权利要求1至3中所述任意一项一种分区控制喷粉量的弯管粉末内喷涂调匀装置，在弯管管件(100)内喷涂过程中，通过不同分区所对应喷粉枪组喷粉量的差异设置，实现弯管管件(100)直管段、弯管段的均匀内喷涂；和/或在弯管管件(100)内喷涂过程中，通过不同分区所对应喷粉枪组喷粉量的差异设置，实现弯管段内的内侧和外侧的均匀喷涂。5.根据权利要求4所述一种分区控制喷粉量的弯管粉末内喷涂调匀装置的应用方法，其特征在于：喷粉机构的喷粉枪组的运动形式为旋摆运动，实现不同分区所对应喷粉枪组实施不同的喷粉量。6.根据权利要求5所述一种分区控制喷粉量的弯管粉末内喷涂调匀装置的应用方法，其特征在于：将弯管管件(100)的横截面分为四部分：a区、b区、c区和d区，以弯管管件(100)圆形横截面的垂径上部为0度线，a区所对应的扇形面为按照顺时针方向135
°
～225
°
，a区对应的是弯管管件(100)内的下表面，b区对应的扇形面为按照顺时针方向225
°
～315
°
，b区对应的是弯管管件(100)内的内侧，c区所对应的扇形面为按照顺时针方向315
°
～45
°
，c区对应的是弯管管件(100)内的上表面，d区所对应的扇形面为按照顺时针方向45
°
～135
°
，d区对应的是弯管管件(100)内的外侧；按照a区、b区、c区、d区划分，多个喷粉枪(201)分为a区喷粉枪组、b区喷粉枪组、c区喷粉枪组和d区喷粉枪组；对弯管管件(100)的直管段喷涂时，a区喷粉枪组的喷粉量＜b、d区喷粉枪组喷粉量＜c区喷粉枪组喷粉量；对弯管管件(100)的弯管段喷涂时，a区喷粉枪组的喷粉量≤b区喷粉枪组喷粉量＜c区喷粉枪组喷粉量＜d区喷粉枪组喷粉量。7.根据权利要求6所述一种分区控制喷粉量的弯管粉末内喷涂调匀装置的应用方法，其特征在于：行走机构的机头(301)位置横截面上均匀地设置4n个喷粉枪(201)，每个喷粉
枪(201)通过输粉管路(204)连接数字比例阀(401)，第1个至第n个数字比例阀(401)对应a区喷粉枪组第1个至第n个喷粉枪(201)，第n+1个至第2n个数字比例阀(401)对应b区喷粉枪组第n+1个至第2n个喷粉枪(201)，第2n+1个至第3n个数字比例阀(401)对应c区喷粉枪组第2n+1个至第3n个喷粉枪(201)，第3n+1个至第4n个数字比例阀(401)对应d区喷粉枪组第3n+1个至第4n个喷粉枪(201)；plc包括主控制器plc0和plc1、plc2、plc3、plc4，主控制器plc0控制行走伺服电机(303)、旋摆伺服电机(202)、plc1、plc2、plc3和plc4的运行；plc1控制第1个至第n个数字比例阀(401)的开度；plc2控制第n+1个至第2n个数字比例阀(401)的开度；plc3控制第2n+1个至第3n个数字比例阀(401)的开度；plc4控制第3n+1个至第4n个数字比例阀(401)的开度。8.根据权利要求7所述一种分区控制喷粉量的弯管粉末内喷涂调匀装置的应用方法，其特征在于：a区喷粉枪组、b区喷粉枪组、c区喷粉枪组和d区喷粉枪组的旋摆幅度不大于
±
45
°
。9.根据权利要求8所述一种分区控制喷粉量的弯管粉末内喷涂调匀装置的应用方法，具体步骤如下：s1、根据弯管管件(100)的直径、直管段长度、弯管段长度，设定行走伺服电机(303)的运行参数；s2、根据弯管管件(100)的直径、涂层厚度要求及喷粉枪(201)的规格、粉枪组合情况，设定a、b、c、d区喷粉枪组的粉量参数；s3、待涂装的弯管管件(100)就位，行走机构行进到弯管管件(100)最远端，由控制机构控制供粉机构开始工作，喷粉伺服电机工作，喷粉枪组开始旋摆，行走伺服电机(303)工作，行走小车(302)带动喷粉机构从弯管远端向弯管近端匀速行走，同时执行喷粉涂装过程；s4、弯管内喷涂完成，装置停止工作，等待下一次作业。10.根据权利要求9所述一种分区控制喷粉量的弯管粉末内喷涂调匀装置的应用方法，其特征在于：在步骤s1中，直管段1的长度l1、直管段1的作业行走时间t1，弯管段的长度l2、弯管段的行走时间t2，直管段2的长度l3、直管段2的作业行走时间t3；在步骤s2中，先设定直管段的粉量参数及对应的数字比例阀开度，即直管段a区喷粉枪组的粉量出粉速度值v1a及对应的数字比例阀开度值w1a，b区喷粉枪组的粉量出粉速度值v1b及对应的数字比例阀开度值w1b，c区喷粉枪组的粉量出粉速度值v1c及对应的数字比例阀开度值w1c，d区喷粉枪组的粉量出粉速度值v1d及对应的数字比例阀开度值w1d，v1b＝v1d，w1b＝w1d，v1a＜v1b＝v1d＜v1c，w1a＜w1b＝w1d＜w1c，再设定弯管段的粉量参数及对应的数字比例阀开度值，即弯管段a区喷粉枪组的粉量出粉速度值v2a及对应的数字比例阀开度值w2a、b区喷粉枪组的粉量出粉速度值v2b及对应的数字比例阀开度值w2b、c区喷粉枪组的粉量出粉速度值v2c及对应的数字比例阀开度值w2c、d区喷粉枪组的粉量出粉速度值v2d及对应的数字比例阀开度值w2d，v2a≤v2b＜v2c＜v2d，w2a≤w2b＜w2c＜w2d，最后设定四个喷粉枪组旋摆参数；在步骤s3中，行走机构从弯管管件(100)近端进入弯管，行进到弯管管件(100)最远端，
定位后，行走伺服电机(303)向主控制器plc0发送就位信号，主控制器plc0收到信号后，将喷粉枪组旋摆参数发送到喷粉伺服电机，同时分别通过plc1、plc2、plc3、plc4将a、b、c、d区喷粉枪组直管段的粉量出粉速度值和数字比例阀(401)开度值发送到相应数字比例阀(401)，即f1～f4n，喷粉枪组开始按照设定旋摆参数旋摆，各个数字比例阀(401)按设定参数打开，w1b＝w1d，w1a＜w1b＝w1d＜w1c，供粉管路向喷粉枪组供粉，确保v1a＜v1b＝v1d＜v1c，执行直管段喷粉作业，同时行走伺服电机(303)带动喷粉机构从弯管远端向弯管近端匀速行走；经过时间t1后，喷粉机构行走到直管段1与弯管段的连接处，主控制器plc0分别通过plc1、plc2、plc3、plc4将弯管段a、b、c、d区喷粉枪组弯管段的粉量出粉速度值和数字比例阀(401)开度值发送到相应数字比例阀(401)，即f1～f4n，执行预设的弯管段喷粉工艺，此时w2a≤w2b＜w2c＜w2d，v2a≤v2b＜v2c＜v2d；再经过时间t2后，喷粉机构行走到弯管段与直管段2的连接处，主控制器plc0分别通过plc1、plc2、plc3、plc4将直管段a、b、c、d区喷粉枪组直管段的粉量出粉速度值和数字比例阀(401)开度值发送到相应数字比例阀(401)，执行直管段2喷粉作业，此时w1a＜w1b＝w1d＜w1c，v1a＜v1b＝v1d＜v1c；最后经过时间t3后，喷粉机构行走完所有直管弯管段，到达弯管管件(100)的近端面位置，主控制器plc0向行走伺服电机(303)发出停止指令，同时向喷粉伺服电机发出停止指令，分别通过plc1、plc2、plc3、plc4向各数字比例阀(401)发出关闭指令。

技术总结
本发明提供了一种分区控制喷粉量的弯管粉末内喷涂调匀装置及应用方法，其中分区控制喷粉量的弯管粉末内喷涂调匀装置包括行走机构、旋摆喷粉机构，其中旋摆喷粉机构包括多个喷粉枪和旋摆伺服电机，多个喷粉枪均匀地设置在行走机构的机头位置横截面上，多个喷粉枪按照所对应的弯管内外侧位置、管内高度，分成不同的喷粉枪组，不同的喷粉枪组对应不同的管内区域，不同区域的喷粉枪组执行不同的喷粉量，旋摆伺服电机带动机头旋摆。本发明解决上述现有技术存在的如何消除弯管管件内喷涂过程中的内外侧涂层厚度偏差导致涂层厚度不合格的问题。问题。问题。


技术研发人员：袁山 郁德辉 方军锋 景朝阳 周勇其
受保护的技术使用者：江苏玉龙泰祜新材料科技有限公司
技术研发日：2023.07.03
技术公布日：2023/10/8