硅橡膠自動(dòng)涂敷機(jī)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)

張濤 顧尚林

【摘 要】本文介紹了硅橡膠涂敷機(jī)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)過(guò)程，并對(duì)其設(shè)計(jì)方案、工藝流程、系統(tǒng)控制及其在生產(chǎn)中實(shí)際使用效果等方面進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明。

【關(guān)鍵詞】硅橡膠 涂敷 投影管

【中圖分類號(hào)】 F407.8【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B【文章編號(hào)】1672-5158（2013）07-0288-01

一、前言

投影管是CRT背投電視的關(guān)鍵部件之一，投影管組件上高壓帽的安裝質(zhì)量與背投電視的使用壽命密切相關(guān)。高壓帽內(nèi)必須涂敷一定劑量的硅橡膠，達(dá)到密封和連接作用，防止投影管內(nèi)部高壓泄露和高壓帽脫落，高壓泄露會(huì)造成投影管出現(xiàn)打火現(xiàn)象。為此，需要研制一種為投影管涂敷硅橡膠的專用設(shè)備，保證產(chǎn)品加工質(zhì)量穩(wěn)定、生產(chǎn)效率高、材料損耗較小并且操作簡(jiǎn)便。

二、工藝分析和設(shè)計(jì)方案制定

1、現(xiàn)有涂膠工藝存在的問(wèn)題

據(jù)調(diào)查，在國(guó)內(nèi)相關(guān)企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)中，投影管組件涂敷硅橡膠工序均采用人工擠膠方式，存在以下幾個(gè)方面的問(wèn)題：

① 勞動(dòng)強(qiáng)度大 按工藝要求一只45毫升裝的鋁管硅橡膠大約只能涂敷五只投影管，兩個(gè)工人輪流作業(yè)每人每天需要用手?jǐn)D出一百五十只左右鋁管中的硅橡膠，對(duì)工人手指的磨損較大；

② 由于這種硅橡膠粘度較大（>100 Pa.S），鋁管中膠料不易徹底擠出，尾部殘留較多，造成材料損耗較大；

③ 用量不易控制，外形不規(guī)則，硅橡膠經(jīng)常涂抹在規(guī)定區(qū)域以外；

④ 經(jīng)測(cè)算，45毫升鋁管硅橡膠單位采購(gòu)成本比330毫升大包裝的塑膠筒硅橡膠略高。

2、工藝方案的改進(jìn)

經(jīng)過(guò)數(shù)次現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和多方論證，確定了以下工藝方案：

① 供料方式：選用330毫升大包裝塑膠筒硅橡膠替代45毫升鋁管硅橡膠，一方面便于設(shè)備自動(dòng)擠壓涂膠，另一方面還可降低膠料損耗和膠料的單位成本；

② 裝配順序：由于先裝配陽(yáng)極高壓帽會(huì)干涉設(shè)備自動(dòng)運(yùn)行，為實(shí)現(xiàn)設(shè)備自動(dòng)涂膠功能，故將先裝配高壓帽后涂膠改為先涂膠后裝接高壓帽；

③人員配備：涂膠工位由兩人減少為一人。

④ 設(shè)備運(yùn)行流程如下圖（圖1）所示：

工人先將投影管組件擺放在設(shè)備旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)上，工作臺(tái)上的定位裝置可以使投影管涂膠面保持在水平位置；雙手按壓?jiǎn)?dòng)開(kāi)關(guān)；設(shè)備下部工作臺(tái)帶動(dòng)投影管組件旋轉(zhuǎn)，同時(shí)，設(shè)備上部擠膠氣缸開(kāi)始動(dòng)作，膠液從膠筒中慢慢流出；達(dá)到設(shè)定的擠膠時(shí)間后氣缸自動(dòng)停止擠膠，投影管完成預(yù)定旋轉(zhuǎn)圈數(shù)后工作臺(tái)停止轉(zhuǎn)動(dòng)；人工裝配高壓帽；取出工件，再進(jìn)入下一次循環(huán)操作。

三、設(shè)備性能、技術(shù)參數(shù)、組成和電氣控制

1.設(shè)備性能

該設(shè)備配備有工件定位裝置，能快速準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)對(duì)投影管組件定位；擠膠速度可調(diào)；工作臺(tái)轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)圈數(shù)可調(diào)；具有換膠自動(dòng)報(bào)警裝置；設(shè)置雙聯(lián)啟動(dòng)開(kāi)關(guān)，可保護(hù)工人操作安全；設(shè)置異常情況緊停功能。

2.主要技術(shù)參數(shù)

適用產(chǎn)品規(guī)格：7” 投影管組件

生產(chǎn)節(jié)拍：20s左右

工件轉(zhuǎn)速：3～46 rpm可調(diào)

3.設(shè)備組成

該設(shè)備由機(jī)械、氣動(dòng)和控制系統(tǒng)三部分組成。設(shè)備分為上下兩部分，分別是擠膠裝置和工件定位、升降、旋轉(zhuǎn)裝置。上部分?jǐn)D膠裝置可放置和更換塑料筒硅橡膠，擠膠氣缸推動(dòng)塑料筒底部活塞板擠出膠料；下部分有工件定位夾具，氣缸帶動(dòng)工作臺(tái)升降，由于工作臺(tái)升降行程和重量均偏大，設(shè)有四柱導(dǎo)向裝置確保其平穩(wěn)升降，工作臺(tái)的旋轉(zhuǎn)由調(diào)速電機(jī)帶動(dòng)。

4.設(shè)備電氣控制

該控制系統(tǒng)以先進(jìn)、可靠的PLC為核心，對(duì)設(shè)備中各種檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行收集和反饋，通過(guò)客戶化專業(yè)編程軟件（GX Developer），對(duì)各輸入輸出信號(hào)進(jìn)行邏輯編程和控制。設(shè)備運(yùn)行中，可使用該軟件對(duì)設(shè)備程序的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行全面監(jiān)視，也可用于設(shè)備異常的快速高效診斷和處理。

FX2n系列具備如下特點(diǎn)：最大范圍的包容了標(biāo)準(zhǔn)特點(diǎn)、程式執(zhí)行更快、全面補(bǔ)充了通信功能、適合世界各國(guó)不同的電源以及滿足單個(gè)需要的大量特殊功能模塊，可廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)中。它還具有強(qiáng)大的可擴(kuò)展性、運(yùn)動(dòng)控制、網(wǎng)絡(luò)接入、安全保護(hù)、遠(yuǎn)程維護(hù)等特色功能，為工廠自動(dòng)化應(yīng)用提供最大的靈活性和控制能力。設(shè)備選用PLC型號(hào)為FX2n -32MT，配置輸入輸出信號(hào)各16個(gè)點(diǎn)，其中輸入為NPN源型，輸出為NPN晶體管輸出，提高控制輸出點(diǎn)使用壽命。

四、設(shè)備的先進(jìn)性、安全性、可靠性、可維修性、創(chuàng)新點(diǎn)及環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)

生產(chǎn)效率高，裝配質(zhì)量穩(wěn)定，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，操作簡(jiǎn)單，異常情況可自動(dòng)報(bào)警，設(shè)有安全保護(hù)裝置。該設(shè)備整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，動(dòng)作可靠，維修方便。根據(jù)特定批次硅橡膠的粘度特性，通過(guò)調(diào)整擠膠氣缸的進(jìn)、排氣流量，以及控制調(diào)速電機(jī)的轉(zhuǎn)速，使膠料流量與工件轉(zhuǎn)速適當(dāng)配合，則可得到理想的圓環(huán)狀硅橡膠。

1.設(shè)備先進(jìn)性

經(jīng)過(guò)生產(chǎn)車間長(zhǎng)時(shí)間使用，證實(shí)該自制專用工藝設(shè)備生產(chǎn)效率高，質(zhì)量穩(wěn)定，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，減少硅橡膠損耗，簡(jiǎn)化工位，操作簡(jiǎn)單方便。

2.設(shè)備安全性

異常情況可自動(dòng)報(bào)警，設(shè)有安全保護(hù)裝置。

3.可靠性和可維修性

該設(shè)備整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，動(dòng)作可靠，調(diào)整及維修方便。

4.創(chuàng)新點(diǎn)

是自行研制的專用工藝設(shè)備。

5.環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

無(wú)廢棄物和有毒有害排放物；噪聲小，約65分貝。