汽车玻璃底漆自动涂刷设备研究

摘 要:本研究旨在设计一种汽车玻璃底漆自动涂刷设备,改善目前很多汽车厂的玻璃底漆涂刷工艺,提高工作效率,减少底漆对工人的危害。本设备包括支架、料袋、料袋挤压装置、输料管以及涂刷头等,通过压板挤压料袋将底漆供应到涂刷头,通过电磁阀和流量调节器控制输料管的输料和流量。结果表明本设备可实行自动化涂刷底漆且设备简单、安全可靠。

关键词:底漆 涂刷 玻璃 汽车

中图分类号:U472 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)06(b)-0084-01

1 研究背景

汽车玻璃底漆是在挡风玻璃涂胶安装前在玻璃上涂刷的一种化学溶剂,可起到增强粘接的作用。底漆含有苯等化学物质,过量吸入可能对健康造成威胁。

目前很多汽车厂涂玻璃底漆工艺还停留在使用敞口杯盛底漆,使用毛刷蘸取涂刷。部分国外自动涂刷设备结构复杂,价格昂贵,国内较少引入。使用敞口杯和毛刷人工涂刷,工作效率较低,敞口杯导致底漆大量散发到空气中,对操作工人的健康构成威胁。使用汽车玻璃底漆自动涂刷设备可代替“敞口杯加毛刷”的涂刷方法,大幅提高生产效率,可有效减少工人吸入底漆,具有显著的劳动保护效果。本研究旨在设计一种玻璃底漆自动涂刷设备,其特点是工作效率较高,可减少底漆过度扩散到空气中,可实现涂刷流量控制,结构简单、造价较低、操作方便、安全可靠。

2 设备构造原理及使用

本设备包括支架、料袋、料袋挤压装置、输料管以及涂刷头,料袋安装在支架的一个侧板上,其下部连接输料管,输料管将底漆供应到涂刷头,以供工人或机器人涂刷玻璃底漆。其中,料袋挤压装置包括压板、气缸、气缸控制开关以及气压调节器,气缸安装在支架的另一侧板上,可通过气缸控制开关的控制前进或后退,从而带动压板挤压或者撤离料袋。输料管靠近料袋一端安装有电磁阀,靠近涂刷头一端安装有液体流量调节器,用于控制输料管的输料和流量。

本设备还包括底座、光杠以及振荡驱动电机,支架通过光杠安装在底座上,振荡驱动电机可带动支架及料袋在光杠上做往复运动,使料袋处于均匀振动中,防止底漆沉淀。设备还设有涂刷头防干燥罐,可有效防止涂刷头干燥,减少设备维护时间,提高设备效率。

本设备包括底座13、支架14、料袋4、料袋挤压装置、输料管9、涂刷头7、光杠11以及振荡驱动电机12。其中料袋挤压装置包括压板15、气缸3、气缸控制开关1以及气压调节器2。料袋4安装在支架14的一个侧板上,其下部连接输料管9,输料管9将底漆供应到涂刷头7,以供工人或机器人涂刷玻璃。输料管9靠近料袋一端安装有电磁阀10,靠近涂刷头一端安装有液体流量调节器6,用于控制输料管的输料和流量。

气缸3安装在支架14的另一侧板上,可通过气缸控制开关1的控制前进或后退,从而带动压板15挤压或者撤离料袋4。气缸3的压力可通过气压调节器2进行控制,根据系统管路长度、涂刷头的液流阻力不同,将气缸调节到合适的压力。气缸使用车间内部压缩空气为动力源,可有效降低设备使用成本。

支架14通过光杠11安装在底座13上,振荡驱动电机12通过偏心轮机构可带动支架14及料袋4在光杠11上做往复运动,使料袋4处于均匀振动中,避免产生沉淀导致底漆性能降低和堵塞管路。

本设备中的料袋4使用薄尼龙板制作,具有较高的强度并有适当的韧性,且耐酸碱,不与底漆发生化学反应。料袋上方有一个加注口,料袋下方有一出料口,使用料袋盛装底漆并进行密封,避免底漆挥发干燥,可有效保护操作工人,同时可保证设备的持续稳定运行。料袋可在外部压力下变形,使内部液体增压流向涂刷头,并最终通过涂刷头涂刷在汽车玻璃上。

本设备中的涂刷头采用羊毛毡材料固定在金属托架上制作,涂刷头内设有减震弹簧,可减少按压过猛导致的流量剧烈变化及保护玻璃。为保证涂刷质量涂刷头使用一段时间需要更换,通过单独更换羊毛毡头即可。未选用毛刷是因为毛刷的制造成本较高,且更换时需要更换整个毛刷,不能对毛刷头单独更换。使用羊毛毡头可有效的降低使用成本。

所述涂刷头的涂刷轨迹可有两种驱动方式:①由机器人控制运行轨迹,实现全自动涂底漆。②由人工涂刷,仅底漆供应部分实现自动化,设备处于半自动状态。若涂刷轨迹由人工操作则在涂刷头7操作手柄处安装按压开关,用于控制输料管9上电磁阀10的通断;若涂刷轨迹由机器人驱动,则电磁阀10的通断可直接由机器人输出信号通过继电器进行控制。

设备使用分为以下四个步骤。

(1)动力接入:压缩空气(4～6bar)接入气压调节器2,电源(交流220V)接入振荡驱动电机12。

(2)底漆加入料袋:设备处于静止状态,电磁阀10处于关闭状态,振荡驱动电机12关闭。通过气缸控制开关1,使气缸3退回,压板15撤离料袋4。打开料袋上的加注口盖5,使用漏斗向料袋4中加入底漆,直至料袋加满,盖紧加注口盖5。通过气缸控制开关1,使气缸3前进,推动压板15压紧料袋4。

(3)流量调节:打开振荡驱动电机12电源开关,整个支架14及料袋4在光杠11上做往复运动,使料袋处于均匀振动中,防止底漆沉淀。通过按压涂刷头7操作手柄处的按压开关(如果使用机器人涂刷则由机器人输出开关信号)控制电磁阀10打开,调节液体流量调节器6,直至液体流量满足工艺要求。如果调节液体流量器6始终无法满足要求,则需要适当调节气压调节器2,调节气缸3的压力,调节过程需缓慢加压,避免压力过大料袋破损。建议设备首次安装调试后,气缸压力固定,后期的液体流量通过液体流量调节器6控制。

(4)进行涂刷工作:调节完成,设备进入工作状态。可通过人工操作涂刷头7或机器人驱动涂刷头7进行汽车挡风玻璃的底漆涂刷工作。涂刷完成后,涂刷头放置在防干燥罐8内,防止涂刷头干燥。

3 结语

汽车玻璃底漆自动涂刷设备可以高效、便捷、安全地实现汽车挡风玻璃底漆涂刷工作,且设备结构简单,成本较低,适合推广使用,对汽车挡风玻璃底漆涂刷及其它领域涂刷工作也有重要的应用价值。