一种基于上下喷砂压力协同控制的喷砂设备及其控制方法与流程

本发明涉及板材表面喷砂处理设备，具体是一种基于上下喷砂压力协同控制的喷砂设备及其控制方法。

背景技术：

1、喷砂处理通常利用加压流体携带磨料经喷嘴喷向板材表面，以去除板材表面的氧化物、残留物或者形成具有预定粗糙度的表面。为提高处理效率，现有喷砂设备通常在板材的上下两侧设置喷砂组件，使板材在输送过程中同时完成双面处理。喷砂压力直接影响磨料的喷射速度和冲击强度，上下喷砂压力能否保持在各自设定范围内，关系到板材两个表面的处理程度是否一致。

2、cn115401616a公开了一种高压磨料浆钢板除鳞设备，在钢板下方设置两个下高压磨料浆除鳞装置，并在钢板上方设置两个对应的上高压磨料浆除鳞装置，能够对钢板上下表面进行处理，还可调节喷头角度及上部除鳞装置的工作高度。该方案主要通过上下除鳞装置的空间布置及喷头位置调节改善处理覆盖范围，未进一步涉及根据上下喷砂支路各自的实际压力分别调节对应供液动力。

3、cn110103151a公开了一种高压水射流喷砂除鳞清理金属板材的清理系统及方法，其在板材上下两侧设置除鳞喷头，并利用高压泵向除鳞喷头供给压力水，通过变频控制器调节高压泵转速，以改变高压泵的输出压力。该方案能够实现板材双面喷砂及供液压力调节，但上下喷头由高压供给系统提供喷射动力，其公开内容未对上喷砂支路和下喷砂支路分别设置压力反馈及相应的独立泵控关系。当上下喷头的数量、管路长度或者流动阻力不同时，调节同一供液压力难以分别修正上下两侧的压力偏差。

4、cn115826496a公开了一种金属带材高压水射流喷砂清理生产线控制系统及控制方法，在主机控制系统中设置高压泵变频控制单元，并通过压力检测单元采集高压泵输出管路的压力值；高压泵按照预设频率启动，当检测压力高于正常运行下限时进入启动就绪状态，在出现高压或低压状态时执行报警、停机或者状态切换。该方案提高了喷砂生产线的自动化程度及运行保护能力，但其压力信号主要用于启动条件判断、异常报警和联锁保护，未涉及根据上下喷砂压力分别改变两台喷砂泵输出，并使上下压力同时满足各自压力范围及预定压力关系。

5、由此可见，现有技术已经能够实现板材上下表面的同步喷砂、喷砂泵的变频调节以及喷砂压力的检测，但上述功能主要表现为喷砂结构布置、单一供液压力调节或者压力阈值监测。对于上下喷砂组件的喷管数量、喷嘴数量及管路阻力不同的喷砂设备，上下喷砂支路在相同泵频或者相同供液条件下可能形成不同的实际压力；仅调节共同压力或者仅对压力进行监测，难以及时消除其中一个支路的压力偏差，容易出现一侧压力已达到工艺要求而另一侧压力仍然偏高或偏低的情况。进一步地，喷嘴磨损、局部堵塞及管路阻力变化还可能使固定频率调节量对应的压力变化量发生改变，引起重复调频或者压力波动。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于上下喷砂压力协同控制的喷砂设备及其控制方法，以解决上述背景技术中提出的技术问题。

2、基于上述思路，本发明提供如下技术方案：

3、一种基于上下喷砂压力协同控制的喷砂设备，包括：

4、包括喷砂机本体（1）、搅拌装置（4）、喷砂泵（5）、压力检测组件和控制组件；

5、所述喷砂机本体（1）包括输送机构、上喷砂组件和下喷砂组件，所述输送机构形成供待处理板材通过的输送通道，所述上喷砂组件和所述下喷砂组件分别设置于所述输送通道的上下两侧；

6、所述喷砂泵（5）包括上喷砂泵和下喷砂泵，所述上喷砂泵连接于所述搅拌装置（4）与所述上喷砂组件之间，所述下喷砂泵连接于所述搅拌装置（4）与所述下喷砂组件之间；

7、所述压力检测组件包括用于检测上喷砂供液压力的上压力检测件和用于检测下喷砂供液压力的下压力检测件；

8、所述控制组件分别与所述上压力检测件、所述下压力检测件、所述上喷砂泵和所述下喷砂泵连接，用于获取上喷砂压力检测结果和下喷砂压力检测结果，将所述上喷砂压力检测结果和所述下喷砂压力检测结果分别与对应的预设压力目标进行比较，确定上喷砂支路和下喷砂支路各自的压力调节状态，并根据所述压力调节状态分别控制所述上喷砂泵和所述下喷砂泵的输出，使上喷砂压力和下喷砂压力分别维持在对应的允许范围内。

9、优选的，所述控制组件设置于电控柜（2）内，所述控制组件包括控制器、人机交互单元、与所述上喷砂泵连接的第一变频器以及与所述下喷砂泵连接的第二变频器；所述人机交互单元用于分别设置所述上喷砂支路和所述下喷砂支路的压力目标，所述控制器通过所述第一变频器和所述第二变频器分别调节所述上喷砂泵和所述下喷砂泵的运行状态。

10、优选的，所述上压力检测件设置于所述上喷砂泵与所述上喷砂组件之间的上喷砂供液管路上，所述下压力检测件设置于所述下喷砂泵与所述下喷砂组件之间的下喷砂供液管路上；所述上压力检测件和所述下压力检测件均具有压力信号输出端，输出的压力检测信号包括表征实际压力值的信号或者表征实际压力与预设压力限值之间关系的状态信号。

11、优选的，所述上喷砂组件和所述下喷砂组件均包括至少一个喷盘，所述喷盘包括供液总管、多根与所述供液总管连通的喷管以及沿所述喷管间隔设置的多个喷嘴。

12、优选的，多根所述喷管沿板材输送方向间隔排列并沿所述输送通道的宽度方向延伸，多个所述喷嘴沿对应喷管的长度方向分布；所述上喷砂组件的喷嘴朝向待处理板材的上表面，所述下喷砂组件的喷嘴朝向待处理板材的下表面，以使所述喷嘴形成的喷射区域覆盖待处理板材的有效处理宽度。

13、优选的，所述搅拌装置（4）包括搅拌缸、搅拌驱动件和设置于所述搅拌缸内的搅拌部件，所述搅拌驱动件用于驱动所述搅拌部件对砂料和水进行混合以形成喷砂液；所述控制组件还与所述搅拌驱动件连接，并被配置为在所述搅拌驱动件处于运行状态后允许所述上喷砂泵和所述下喷砂泵启动。

14、优选的，还包括分离泵（3）、沉淀槽（6）和砂水分离器，所述沉淀槽（6）与所述喷砂机本体（1）的回液端连通，所述分离泵（3）的进液端与所述沉淀槽（6）连通，所述分离泵（3）的出液端与所述砂水分离器连通，所述砂水分离器的砂料回收端与所述搅拌装置（4）连通。

15、一种基于上下喷砂压力协同控制的喷砂设备的控制方法，应用于所述的基于上下喷砂压力协同控制的喷砂设备，所述方法包括：

16、s1、启动搅拌装置，将砂料和水混合形成喷砂液，并根据待处理板材的喷砂工艺要求分别确定上喷砂压力目标和下喷砂压力目标；

17、s2、在所述搅拌装置处于运行状态后，启动上喷砂泵和下喷砂泵，将所述喷砂液分别输送至上喷砂组件和下喷砂组件；

18、s3、输送待处理板材从所述上喷砂组件与所述下喷砂组件之间通过，并分别对待处理板材的上下表面进行喷砂处理；

19、s4、获取上喷砂压力检测结果和下喷砂压力检测结果，并分别将所述上喷砂压力检测结果和所述下喷砂压力检测结果与对应的喷砂压力目标进行比较；

20、s5、根据所述上喷砂压力检测结果和所述下喷砂压力检测结果，确定上喷砂支路和下喷砂支路各自的压力调节状态，并分别调节所述上喷砂泵和所述下喷砂泵的输出，使上喷砂压力和下喷砂压力分别维持在对应的允许范围内。

21、优选的，在步骤s5中：

22、当任一喷砂支路的压力低于对应允许范围时，提高该喷砂支路对应喷砂泵的输出；

23、当任一喷砂支路的压力高于对应允许范围时，降低该喷砂支路对应喷砂泵的输出；

24、当任一喷砂支路的压力处于对应允许范围内时，维持该喷砂支路对应喷砂泵的当前输出；

25、当所述上喷砂支路和所述下喷砂支路均需要进行压力调节时，在同一控制周期内分别调节所述上喷砂泵和所述下喷砂泵。

26、优选的，在步骤s5之后还包括：

27、s6、将喷砂处理后回流的砂水混合液引入沉淀槽，通过分离泵将所述砂水混合液输送至砂水分离器，并将经所述砂水分离器分离获得的砂料输送回所述搅拌装置。

28、本发明的技术方案可以包括以下有益效果：

29、本发明通过设置相互独立的上喷砂泵、下喷砂泵以及对应的压力检测装置，使控制器能够根据上喷砂压力和下喷砂压力分别调节两台喷砂泵的输出。区别于仅对喷砂压力进行显示、报警或者通过同一供液压力整体调节上下喷砂组件的方式，本发明建立了上下压力检测结果与对应喷砂泵之间的直接控制关系，能够使上下喷砂压力分别保持在各自的允许范围内。

30、本发明根据上下喷砂压力的不同状态选择调节其中一台或者同时调节两台喷砂泵，并在上下喷砂压力均满足设定条件时维持当前输出，能够适应上下喷砂组件因喷管数量、喷嘴数量及管路阻力不同而形成的压力差异，避免调节一侧压力时造成另一侧压力偏离工艺要求。由此可以减小板材上、下表面所受喷砂作用的差异，降低局部喷砂不足或者喷砂过度的可能性，提高板材双面喷砂处理的一致性及设备连续运行的稳定性。

31、进一步地，本发明还可利用上下喷砂压力及两台喷砂泵的运行频率确定各喷砂支路的压力响应特性，并结合压力变化趋势和上下压力差确定频率调节量，使喷砂泵的调节幅度与支路当前状态相适应。该方式能够在喷嘴磨损、局部堵塞或者管路阻力变化时减少压力超调及频繁升降频，并在压力响应持续异常或者运行频率达到上限时限制继续升频，为设备维护提供依据。