一种高效稳定连续静电粉末喷涂设备及其控制方法与流程

本发明涉及静电喷涂设备，尤其涉及一种高效稳定连续静电粉末喷涂设备及其控制方法。

背景技术：

1、静电粉末喷涂技术因其环保、涂层性能优良、资源利用率高的特点，已广泛应用于各行各业的基材表面处理中，尤其是在彩涂板材生产领域，逐步替代传统溶剂型彩涂工艺，以解决溶剂型喷涂过程中vocs有害气体排放的环保难题。但目前国内静电粉末喷涂设备及生产工艺仍存在诸多技术瓶颈，制约了其高效化、连续化、智能化发展，具体表现为以下几方面：

2、第一，静电场分布不均问题突出。传统静电粉末喷涂设备多采用单电极或简单多电极结构，电极布局不合理，导致静电场强度分布不均衡，靠近电极区域电场强度过高，远离电极区域电场强度不足，使得粉末粒子在静电吸附过程中受力不均，最终导致基材表面涂层厚薄不一，出现局部漏喷、堆积等缺陷，严重影响产品质量，无法满足高端涂装对涂层均匀性的要求。

3、第二，传统输送系统无法根据喷涂需求动态调整输送量，易造成粉末浪费或喷涂量不足的问题。

4、第三，现有静电粉末喷涂设备多采用人工操作或简单的半自动控制方式，无法实时采集喷涂过程中的关键参数（如静电场强度、粉末输送量、喷涂距离、基材运行速度等）；缺乏先进的控制方法支撑，尤其是缺乏基于模型的自适应控制策略，无法实现多参数耦合条件下的实时优化，当出现参数偏差时，需人工干预调整，响应滞后，不仅增加了操作人员的劳动强度，还易导致产品质量波动，无法实现设备的高效连续稳定运行。

5、综上可知，现有技术在实际使用上显然存在不便与缺陷，所以有必要加以改进。

技术实现思路

1、针对上述的缺陷，本发明的目的在于提供一种高效稳定连续静电粉末喷涂设备及其控制方法，其可以通过改进粉末传输系统的进料与输送结构，增设进料预处理组件（筛选、破碎、干燥），确保粉末粒径均匀、流动性良好，同时还集成智能化监控模块与基于深度强化学习的控制方法，实现喷涂参数的实时采集、分析、优化与反馈，无需人工干预即可完成参数调整，减少操作人员劳动强度。

2、为了实现上述目的，本发明提供一种高效稳定连续静电粉末喷涂设备，包括：

3、主架体；

4、基材输送机构，其安装于所述主架体上，对需要喷涂的基材进行输送；

5、静电喷涂机构，所述静电喷涂机构设置于所述基材输送机构上，用于对基材输送机构上的基材进行喷涂；

6、粉末传输机构，所述粉末传输机构与所述静电喷涂机构连接，用于对静电喷涂机构供给粉末，所述粉末传输机构包括粉末储存仓和设置于所述粉末储存仓底部的进料预处理组件，所述进料预处理组件对粉末物料进行筛分、破碎和烘干以便对粉末物料进行稳定的输送；

7、控制模块，对静电喷涂机构内部的参数进行检测，通过控制参数的大小以使静电喷涂机构满足基材喷涂的可控性和通用性。

8、在一实施方式中，所述基材输送机构包括进料辊组和出料辊组，所述进料辊组和出料辊组转动连接于所述主架体上，所述基材绕设于所述进料辊组和出料辊组上以便对基材进行输送，所述进料辊组上设有驱动电机，所述驱动电机驱动进料辊组和出料辊转动，所述基材穿设于所述静电喷涂机构。

9、在一实施方式中，所述静电喷涂机构包括喷涂枪组、静电发生器以及静电场优化组件；其中，喷涂枪组沿基材输送方向均匀布置，每把喷涂枪对应独立的调节单元，可单独调整喷涂角度、喷涂距离和喷涂量。

10、在一实施方式中，所述粉末传输机构包括：

11、粉末储存仓；

12、进料预处理组件，其设置于所述粉末储存仓的底部，用于对粉末物料进行筛分、破碎和烘干；

13、输送管道，其用于连接所述喷涂枪组和进料预处理组件，用于对粉末物料进行输送，每个喷涂枪的进料口均设有一根分管道，所述输送管道还包括主管道，所述分管道与所述主管道连接；

14、流量调节阀，其设置于所述分管道上，每个所述分管道均设有所述流量调节阀，对粉末的流量进行单独控制。

15、在一实施方式中，所述进料预处理组件包括：

16、主壳体，所述主壳体的内部设有对粉末物料进行过滤的过滤件，所述主壳体位于所述过滤件的外侧设有筛上物通道，筛上物从所述过滤件的顶部进入到筛上物通道的内部，所述筛上物通道的顶部设有导流部，所述导流部将筛上物通道内部的气流导到正对所述过滤件；

17、破碎件，其转动连接于所述筛上物通道的内部，对进入到筛上物通道内部的筛上物进行破碎；

18、烘干件，其与所述筛上物通道的底部连通，对筛上物通道的内部供给高压烘干气体，并且将破碎后的筛上物重新吹入到过滤件的顶部。

19、在一实施方式中，所述筛上物通道的底部设有气体通道，所述气体通道的顶部设有若干均匀设置的吹气口，所述破碎件设置于所述吹气口的顶部，所述破碎件包括紧贴所述筛上物通道的内壁和外壁的内环和外环，所述内环和外环之间设有破碎叶片，所述破碎叶片在圆周方向上呈螺旋状倾斜布置，倾斜角度为30°~60°，使得吹气口喷出的高压气体作用于破碎叶片时既产生转动力矩驱动破碎件旋转，又将破碎后的粉末物料向上导流。所述破碎件可采用气流反作用力驱动方式或电机驱动方式。

20、在一实施方式中，所述过滤件包括相互固定且上下安装的上滤网和下滤网，所述上滤网和下滤网的顶部分别设有上导流板和下导流板，所述内壳体上固定安装有驱动所述过滤件转动的转动电机，所述过滤件的直径大于锥形口的底部直径小于筛上物通道的最大直径。

21、本发明还提供了一种控制方法，包括以下步骤：

22、步骤1、设备初始化与参数设定，初始化控制模块，设定初始喷涂参数，包括静电场强度、粉末输送流量、喷涂距离、基材输送速度、干燥温度等参数，控制模块将初始参数下发至各执行机构，完成设备初始化；

23、步骤2、基材连续输送与预处理，将待喷涂基材放置在基材输送机构上，驱动电机启动，带动输送辊组运行，定位导向组件对基材进行定位导向，确保基材平稳、精准输送；

24、步骤3、粉末预处理与稳定输送，粉末储存仓内的粉末进入进料预处理组件，通过进料预处理组件对粉末物料进行筛分、破碎和烘干操作；

25、步骤4、静电喷涂与静电场动态优化，静电发生器启动，电场调节模块根据初始参数调整各弧形电极的供电参数，形成均匀分布的静电场；喷涂枪组启动，将粉末雾化后喷出，粉末粒子在静电场作用下均匀吸附在基材表面；同时，静电场强度传感器实时采集静电场强度分布数据，传输至控制模块，控制模块通过控制方法分析数据，若检测到静电场分布不均，自动控制电场调节模块调整各弧形电极的供电参数，动态优化静电场分布；

26、步骤5、喷涂过程实时监控与参数自动优化，控制模块的各传感器实时采集喷涂过程中的关键参数，同时对采集到的数据进行降噪、滤波处理，通过数据传输单元实时传输至控制模块；控制模块通过基于深度强化学习的控制方法，对各项参数进行实时分析，对比预设参数阈值，判断当前喷涂状态；

27、步骤6、喷涂完成与后续处理，基材喷涂完成后，由基材输送机构输送至固化区域进行固化处理，固化完成后输送至出料区域，完成整个喷涂流程；同时，控制模块记录本次喷涂的各项参数数据与产品质量数据，更新参数数据库，为后续喷涂提供参考，设备运行过程中，若检测到管道堵塞、电极故障等问题，控制模块及时发出报警信号，停止相关机构运行。

28、在一实施方式中，在步骤5中，若检测到粉末流量偏差，自动调整粉末传输机构的流量调节阀门与输送压力，确保粉末供给稳定，避免堵塞；若检测到喷涂距离偏差，自动调整喷涂枪的位置，确保喷涂距离符合设定要求；若检测到基材速度偏差，自动调节基材输送机构的变频电机转速，实现喷涂节奏与输送速度的精准匹配；若检测到涂层厚度偏差，结合静电场强度、粉末流量等参数，综合调整相关执行机构的参数，确保涂层厚度达标；同时，控制方法根据实时数据与历史数据，持续自学习，优化控制参数，提升喷涂质量与生产效率。

29、在一实施方式中，所述步骤4中静电场动态优化的具体实现如下：

30、静电场优化组件采用环形多电极结构，沿喷涂区域周向均匀布置8个弧形电极。研究表明，采用针-环组合电极结构时，环形电极的中径和截面直径与沉积膜厚和涂料转移率密切相关——当环形电极中径为50mm、截面直径为6mm时，所形成的电场不仅有助于改善涂料的雾化效果、令膜厚分布更加均匀，而且有助于调控静电场带电粒子的运动方向，使涂料转移率相比针形单电极提高5.04个百分点。

31、基于上述研究成果，本发明进一步设置各弧形电极均为独立供电，每个电极配备独立的电压调节模块和电流检测模块。静电场强度传感器沿基材输送方向均匀布置于喷涂区域两侧，数量不少于6个，实时采集空间各点的电场强度分布数据。当控制模块检测到某区域电场强度偏差超过设定阈值（如±1kv/m）时，自动调整对应弧形电极的供电电压（调节范围30~120kv，步长0.5kv）和电流参数，动态优化静电场分布，确保基材表面各区域电场强度均匀。

32、本发明产生的技术效果如下：

33、本发明通过改进粉末传输系统的进料与输送结构，增设进料预处理组件对粉末物料进行筛选、破碎、干燥处理，确保粉末粒径均匀、流动性良好，有效解决了传统设备中粉末结块、粒径不均导致的输送堵塞问题。

34、本发明通过环形多电极结构配合实时静电场强度传感器反馈，实现了静电场的动态优化调节，有效解决了传统设备因电场分布不均导致的局部漏喷、堆积等质量缺陷。

35、3、本发明集成控制模块与基于深度强化学习的控制方法，实现喷涂参数的实时采集、分析、优化与反馈，无需人工干预即可完成参数调整，减少操作人员劳动强度；控制方法的自学习功能，可根据历史数据持续优化参数，适配不同基材、不同喷涂需求。