玻纤喷涂系统的制作方法

本发明专利涉及复合材料表面喷涂，具体涉及一种玻纤及树脂的表面喷涂系统。

背景技术：

玻纤喷涂被广泛的用于复合材料的表面喷涂，尤其是亚克力产品，其优越的性能，被广泛的使用。将玻纤及树脂涂覆在产品表面，能够增加产品的强度，树脂的粘接性，能够将玻纤牢牢的粘在产品表面，待其固化后，整体强度增加。现有大部分玻纤喷涂，均为人工喷涂，由于树脂的固化剂为强氧化剂，牵涉到防爆要求，玻璃纤维的吸入，也会造成人员职业病的发生。基于上述情况，我司根据客户需求及市场需要，研发了此喷涂系统，采用机器人来替代人工，用精密的测量仪器及控制仪器，调整物料以稳定的流量输出，避免因流量波动，导致产品的喷涂质量下降。

技术实现要素：

本发明专利提供一种用于玻纤及树脂的表面喷涂系统，采用进口机器人进行喷涂作业，能够保证喷涂轨迹的一致性，降低人工劳动强度，避免职业病的发生；自主研发的树脂及玻纤的闭环流量控制系统，能够精确的控制物料的输出量，并保证流量波动在一个较小的可控范围内，不会影响喷涂质量；固化剂断流检测系统、玻纤断丝检测系统，保证在喷涂过程中的连续性，固化剂断流或玻纤断丝发生，系统会报警并停机，等待人工处理，处理完成后，延续之前的喷涂轨迹，继续喷涂，不会对产品质量产生影响；玻纤张紧系统会在喷涂停枪时，拉紧玻纤，避免机器人在运动中，由于玻纤过长造成的剐蹭及拉断，保证喷涂的连续性。

本发明专利的技术方案为：

一种复合材料表面喷涂系统，本系统包括机器人及底座、玻纤支架、树脂闭环回路控制系统、玻纤闭环回路控制系统、玻纤断丝检测系统、固化剂断流检测系统、玻纤张紧装置、系统控制柜、控制用压缩空气管路、电缆等。

玻纤经过集纱罩-导纱环-断丝检测机构-玻纤张紧机构后，连接到喷枪的玻纤切割马达上；树脂经过树脂供应泵-树脂加热装置-质量流量计后，连接到喷枪的物料进口上；固化剂经过固化剂储存桶-固化剂供应泵-固化剂断流检测系统后，连接到喷枪上的接口上；喷枪的开关枪等其他气源，由系统控制柜内直接引出，并连接到喷枪上；以上所有管路均沿着机器人手臂排布，穿过中空手腕到达喷枪，玻纤切割马达、树脂供应泵、固化剂供应泵、玻纤张紧装置等设备，均为气动控制。

喷涂过程中，玻纤经过切割马达后，被均匀的切割成小段，通过高速旋转产生的推力，喷射出去，树脂及固化剂也有喷枪的喷嘴位置喷出，实现喷枪外的物料混合，混合后的无聊，通过机器人的轨迹编辑，均匀的涂覆在产品表面；玻纤切割马达尾部装有高速计数单元，实时读取马达转数，树脂供应泵出口安装有测量该泵输出流量的质量流量计，且该喷涂系统通过PID控制器实现对釉料流量的自动控制，该方法包括以下步骤：

1、树脂闭环控制：

A)标定工作用常量：根据树脂供应系统流量范围划分若干流量区间area_i(i＝0、1、2、3……n)；在相邻两个流量区间areai、area_i+1之间设定流量设定值parameter_i(i＝0、1、2、3……n)，并使area_i＜parameter_i≤area_i+1；启动树脂供应系统，使系统内管道的树脂质量流量达到流量设定值parameter_i，并记录下该流量下的系统输出value_i；如此反复，将系统所有区间全部标定完成。

B)系统启动前的输出处理：假定系统需要设定的流量设定值为set，若set满足parameter_i＜set≤parameter_i+1；则根据公式计算得出一个与设定值set对应的近似输出值out；

C)进行流量调控：将流量值set输入至树脂供应系统中，系统调整输出为out，等待时间t后将PID控制接入系统；再由PID对输出值进行精细调节，使当前流量PV与设定流量值set满足用户需求。

D)更新控制用常量：将实时流量值PV与设定流量值set进行对比，当两者满足|PV-set|＜0.05，且set在area_i＜set≤area_i+1时，则将设定值parameter_i以及与其对应的输出值value_i更新为当前设定值set和当前输出值out，以供系统运算使用。

2、玻纤闭环控制

A)玻纤供应重量的标定：启动玻纤系统以一个恒定的转速运行时间t，称量该时间内所喷出的玻纤总重量weight，系统统计出该时间内马达旋转的总量amount，由公式计算出单位旋转量的平均重量mean。

B)设定值的转换：设定值根据系统实际需要有两种类型可供选择，直接设定转速velocity或是设定与树脂混合的比例值ratio；当设定值为ratio时，假定系统树脂质量流量设定值flow_s，根据公式计算出所需转速velocity_r。

C)标定运算用常量：将玻纤供应系统转速划分若干区间velocity_i(i＝0、1、2、3……n)，在相邻两个速度值velocity_i、velocity_i+1之间设定速度设定值set_i(i＝0、1、2、3……n)，并使velocity_i＜set_i≤velocity_i+1；启动玻纤供应系统，使系统内玻纤供应设备转速达到设定值set_i，并记录下该转速下的系统输出值output_i；如此反复将系统所有区间全部标定完成。

D)系统启动前的输出处理：将系统设定转速velocity或运算所得转速velocity_r统称为系统设定set，若set满足set_i＜set≤set_i+1；则根据公式计算得出一个与设定值set对应的近似输出值output。

E)进行转速控制：将转速设定值set输入至玻纤供应系统中，系统调整输出为output，等待时间t后将PID控制接入系统，再由PID对输出值进行调节，使当前速度velocity_pv与系统设定set满足客户要求。

F)更新控制用常量：将实时转速velocity_pv与设定值set进行对比，当两者满足|velocity_pv-set|＜0.05，且set在velocity_i＜set≤velocity_i+1时，则将设定值set_i以及与其对应的输出值output_i更新为当前设定值set和当前输出值output，以供系统运算使用。

附图说明

图1为本发明实施例的工艺流程图；

图2为本发明实施例中的安装侧视图。

附图标志

1-物料桶，2-固化剂桶，3-固化剂供应泵，4-树脂供应泵，5-固化剂断流检测装置，6-质量流量计，7-集纱罩，8-断丝检测装置，9-玻纤张紧装置，10-树脂喷枪，11-玻纤切割马达，12-喷涂机器人，13-机器人安装底座

具体实施方式

1、喷涂前，先根据上述发明内容中所述的树脂闭环控制和玻纤闭环控制，对树脂及玻纤的流量，按照客户实际需求进行标定。

2、客户将需要喷涂的产品放置在固定的喷涂工位上，并在系统内输入工件的型号。

3、系统根据所输入的型号，自动调取喷涂轨迹及标定数值进行喷涂。

4、喷涂过程中，在需要停枪的位置，发出停枪信号的同时，开启玻纤张紧机构，将玻纤拉紧，确保机器人在运动过程中，不会产生剐蹭。

5、喷涂完成后，机器人给出完成信号，系统进入待机状态，产品由人工或输送系统，输送至喷涂区域外。

6、等待新的产品放置，并启动系统进行喷涂，如此往复。

注：喷涂过程中，如果出现玻纤断丝或固化剂断流，断丝或断流检测系统会报警，并停机(视同急停)，人工处理完成后，点击继续，机器人在停枪点继续原有轨迹喷涂。