汽車玻璃底漆自動涂刷設備研究

徐雙全

摘 要:本研究旨在設計一種汽車玻璃底漆自動涂刷設備,改善目前很多汽車廠的玻璃底漆涂刷工藝,提高工作效率,減少底漆對工人的危害。本設備包括支架、料袋、料袋擠壓裝置、輸料管以及涂刷頭等,通過壓板擠壓料袋將底漆供應到涂刷頭,通過電磁閥和流量調節器控制輸料管的輸料和流量。結果表明本設備可實行自動化涂刷底漆且設備簡單、安全可靠。

關鍵詞:底漆涂刷玻璃汽車

中圖分類號:U472 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)06(b)-0084-01

1研究背景

汽車玻璃底漆是在擋風玻璃涂膠安裝前在玻璃上涂刷的一種化學溶劑,可起到增強粘接的作用。底漆含有苯等化學物質,過量吸入可能對健康造成威脅。

目前很多汽車廠涂玻璃底漆工藝還停留在使用敞口杯盛底漆,使用毛刷蘸取涂刷。部分國外自動涂刷設備結構復雜,價格昂貴,國內較少引入。使用敞口杯和毛刷人工涂刷,工作效率較低,敞口杯導致底漆大量散發到空氣中,對操作工人的健康構成威脅。使用汽車玻璃底漆自動涂刷設備可代替“敞口杯加毛刷”的涂刷方法,大幅提高生產效率,可有效減少工人吸入底漆,具有顯著的勞動保護效果。本研究旨在設計一種玻璃底漆自動涂刷設備,其特點是工作效率較高,可減少底漆過度擴散到空氣中,可實現涂刷流量控制,結構簡單、造價較低、操作方便、安全可靠。

2設備構造原理及使用

本設備包括支架、料袋、料袋擠壓裝置、輸料管以及涂刷頭,料袋安裝在支架的一個側板上,其下部連接輸料管,輸料管將底漆供應到涂刷頭,以供工人或機器人涂刷玻璃底漆。其中,料袋擠壓裝置包括壓板、氣缸、氣缸控制開關以及氣壓調節器,氣缸安裝在支架的另一側板上,可通過氣缸控制開關的控制前進或后退,從而帶動壓板擠壓或者撤離料袋。輸料管靠近料袋一端安裝有電磁閥,靠近涂刷頭一端安裝有液體流量調節器,用于控制輸料管的輸料和流量。

本設備還包括底座、光杠以及振蕩驅動電機,支架通過光杠安裝在底座上,振蕩驅動電機可帶動支架及料袋在光杠上做往復運動,使料袋處于均勻振動中,防止底漆沉淀。設備還設有涂刷頭防干燥罐,可有效防止涂刷頭干燥,減少設備維護時間,提高設備效率。

本設備包括底座13、支架14、料袋4、料袋擠壓裝置、輸料管9、涂刷頭7、光杠11以及振蕩驅動電機12。其中料袋擠壓裝置包括壓板15、氣缸3、氣缸控制開關1以及氣壓調節器2。料袋4安裝在支架14的一個側板上,其下部連接輸料管9,輸料管9將底漆供應到涂刷頭7,以供工人或機器人涂刷玻璃。輸料管9靠近料袋一端安裝有電磁閥10,靠近涂刷頭一端安裝有液體流量調節器6,用于控制輸料管的輸料和流量。

氣缸3安裝在支架14的另一側板上,可通過氣缸控制開關1的控制前進或后退,從而帶動壓板15擠壓或者撤離料袋4。氣缸3的壓力可通過氣壓調節器2進行控制,根據系統管路長度、涂刷頭的液流阻力不同,將氣缸調節到合適的壓力。氣缸使用車間內部壓縮空氣為動力源,可有效降低設備使用成本。

支架14通過光杠11安裝在底座13上,振蕩驅動電機12通過偏心輪機構可帶動支架14及料袋4在光杠11上做往復運動,使料袋4處于均勻振動中,避免產生沉淀導致底漆性能降低和堵塞管路。

本設備中的料袋4使用薄尼龍板制作,具有較高的強度并有適當的韌性,且耐酸堿,不與底漆發生化學反應。料袋上方有一個加注口,料袋下方有一出料口,使用料袋盛裝底漆并進行密封,避免底漆揮發干燥,可有效保護操作工人,同時可保證設備的持續穩定運行。料袋可在外部壓力下變形,使內部液體增壓流向涂刷頭,并最終通過涂刷頭涂刷在汽車玻璃上。

本設備中的涂刷頭采用羊毛氈材料固定在金屬托架上制作,涂刷頭內設有減震彈簧,可減少按壓過猛導致的流量劇烈變化及保護玻璃。為保證涂刷質量涂刷頭使用一段時間需要更換,通過單獨更換羊毛氈頭即可。未選用毛刷是因為毛刷的制造成本較高,且更換時需要更換整個毛刷,不能對毛刷頭單獨更換。使用羊毛氈頭可有效的降低使用成本。

所述涂刷頭的涂刷軌跡可有兩種驅動方式:①由機器人控制運行軌跡,實現全自動涂底漆。②由人工涂刷,僅底漆供應部分實現自動化,設備處于半自動狀態。若涂刷軌跡由人工操作則在涂刷頭7操作手柄處安裝按壓開關,用于控制輸料管9上電磁閥10的通斷;若涂刷軌跡由機器人驅動,則電磁閥10的通斷可直接由機器人輸出信號通過繼電器進行控制。

設備使用分為以下四個步驟。

(1)動力接入:壓縮空氣(4～6bar)接入氣壓調節器2,電源(交流220V)接入振蕩驅動電機12。

(2)底漆加入料袋:設備處于靜止狀態,電磁閥10處于關閉狀態,振蕩驅動電機12關閉。通過氣缸控制開關1,使氣缸3退回,壓板15撤離料袋4。打開料袋上的加注口蓋5,使用漏斗向料袋4中加入底漆,直至料袋加滿,蓋緊加注口蓋5。通過氣缸控制開關1,使氣缸3前進,推動壓板15壓緊料袋4。

(3)流量調節:打開振蕩驅動電機12電源開關,整個支架14及料袋4在光杠11上做往復運動,使料袋處于均勻振動中,防止底漆沉淀。通過按壓涂刷頭7操作手柄處的按壓開關(如果使用機器人涂刷則由機器人輸出開關信號)控制電磁閥10打開,調節液體流量調節器6,直至液體流量滿足工藝要求。如果調節液體流量器6始終無法滿足要求,則需要適當調節氣壓調節器2,調節氣缸3的壓力,調節過程需緩慢加壓,避免壓力過大料袋破損。建議設備首次安裝調試后,氣缸壓力固定,后期的液體流量通過液體流量調節器6控制。

(4)進行涂刷工作:調節完成,設備進入工作狀態。可通過人工操作涂刷頭7或機器人驅動涂刷頭7進行汽車擋風玻璃的底漆涂刷工作。涂刷完成后,涂刷頭放置在防干燥罐8內,防止涂刷頭干燥。

3結語

汽車玻璃底漆自動涂刷設備可以高效、便捷、安全地實現汽車擋風玻璃底漆涂刷工作,且設備結構簡單,成本較低,適合推廣使用,對汽車擋風玻璃底漆涂刷及其它領域涂刷工作也有重要的應用價值。