一种适用于大尺寸型薄壁工件表面的涂胶系统及涂胶方法与流程

本发明涉及一种涂胶系统及涂胶方法，特别涉及一种适用于大尺寸型薄壁工件表面的涂胶系统及涂胶方法，该涂胶系统及涂胶方法实现了贮箱柱段表面胶液自动喷射以及胶层自动均匀涂覆，满足了对贮箱柱段表面胶液喷涂自动化的要求。

背景技术：

大尺寸型工件如贮箱柱段由薄壁金属板材拼焊制成，几何尺寸较大。目前，在大尺寸型工件表面进行喷涂胶液并均匀涂覆，主要通过人工配胶、手工刮板涂胶的方式进行。该喷涂方式存在以下问题：手工涂胶胶层涂覆均匀性难以保证，存在质量隐患；手工涂胶需多名技术人员站立于脚手架高处作业，存在安全隐患；涂胶过程胶液可能与技术人员接触，存在安全隐患。长时间工作后，技术人员涂胶质量及涂胶效率均会下降；胶液用量不易控制，存在胶液使用浪费的现象。

目前，针对大尺寸型工件，主要是采用人工喷涂的方式进行涂胶，该方法胶层涂覆均匀性难以保证，胶液用量不易控制，存在胶液使用浪费，操作存在安全隐患且效率低。为实现自动化喷涂胶液并均匀涂覆的要求，有必要研发一种涂胶装置及涂胶方法，实现对大尺寸型工件表面的自动化供胶和涂胶。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本发明人进行了锐意研究，提供了一种适用于大尺寸型薄壁工件表面的涂胶系统及涂胶方法，解决大尺寸型工件表面自动化均匀涂胶的问题，从而完成本发明。

本发明的目的在于提供以下技术方案：

第一方面，一种适用于大尺寸型薄壁工件表面的涂胶系统，该涂胶系统包括设置在不同操作高度的涂胶装置和喷胶装置，其中，

涂胶装置包括涂胶进给机构、位于涂胶进给机构上的刮板斜架、刮板斜架支撑的刮板固定板、以及刮板固定板上固定的涂胶刮板单元；该涂胶进给机构通过滑块平台固定刮板斜架，在第一步进电机的驱动下带动滑块平台上的刮板斜架相对于工件径向方向作线性运动；刮板斜架下端旋转固定在涂胶进给机构的滑块平台一端，滑块平台另一端通过电动推杆与刮板斜架上端连接，通过电动推杆的伸缩带动刮板斜架旋转，实施对刮板固定板及其上的涂胶刮板单元与工件表面的距离进行微调；刮板固定板固定在刮板斜架上端，其固定的涂胶刮板单元带有朝向工件表面的柔性刮板，通过柔性刮板接触工件表面，在与工件表面的相对旋转运动下涂匀工件表面的胶液；

喷胶装置包括喷枪和喷枪进给机构，该喷枪进给机构通过滑块平台负载喷枪，在第二步进电机的驱动下带动滑块平台上的喷枪相对于工件径向方向作线性运动；喷枪用于容纳胶液和胶液流量控制，出胶头朝向工件表面，将胶液喷涂至工件表面；喷胶装置喷出的胶液在工件表面的旋转运动下移动至涂胶装置所对应位置。

第二方面，一种适用于大尺寸型薄壁工件表面的涂胶方法，该涂胶方法通过第一方面所述的涂胶系统实施，用于实现对贮箱柱段表面的涂胶，该涂胶方法包括：采用贮箱柱段主动旋转方式，柔性刮板与贮箱柱段表面接触后产生相互运动，喷出的胶液随贮箱柱段转至涂胶刮板单元，利用柔性刮板将胶液涂匀。

本发明提供的一种适用于大尺寸型薄壁工件表面的涂胶系统及涂胶方法，带来了有益的技术效果：

(1)本发明中涂胶系统和涂胶方法实现了对贮箱柱段表面自动化喷涂胶液并均匀涂覆，满足对贮箱柱段表面自动化均匀涂胶的要求。本发明中从“自动喷射胶液”到“自动涂胶”过程，满足胶层涂覆均匀的技术要求，有效地解决了手工涂胶带来的浪费、效率、安全等问题，经实际使用证明具有很好的性价比；

(2)本发明采用自动涂胶系统，通过设置限位保护开关、缓冲弹簧以及涂胶控制器对涂胶进给机构和喷枪进给机构的进给以及电动推杆的伸缩控制，在涂胶时能够有效保障工件安全性。

附图说明

图1示出本发明一种优选实施方式中涂胶装置结构示意图；

图2示出本发明一种优选实施方式中喷胶装置结构示意图；

图3示出本发明一种优选实施方式中涂胶刮板单元局部示意图；

图4示出本发明一种优选实施方式中涂胶系统涂胶作业时安装示意图；

图5示出贮箱整体结构示意图。

附图标号说明：

1-贮箱柱段、2-球冠面箱底、3-定位工艺环、4-支撑旋转装置、5-旋转连接座、6-电动推杆、7-支座平台、8-涂胶进给机构、9-限位保护开关、10-压力传感器、11-缓冲弹簧、12-柔性刮板、13-配重片、14-刮板斜架、15-第一步进电机、16-刮板固定板、17-刮板连接块、18-刮板安装板、19-喷枪、20-喷枪进给机构、21-微调座、22-水平圆柱齿条轴、23-竖直杆、24-竖直杆固定法兰、25-第二步进电机

具体实施方式

下面通过附图和实施例对本发明进一步详细说明。通过这些说明，本发明的特点和优点将变得更为清楚明确。

根据本发明的第一方面，如图1和图2所示，提供了一种适用于大尺寸型薄壁工件表面的涂胶系统，该涂胶装置包括设置在不同操作高度的涂胶装置和喷胶装置，其中，

如图1所示，涂胶装置包括涂胶进给机构8、位于涂胶进给机构8上的刮板斜架14、刮板斜架14支撑的刮板固定板16、以及刮板固定板16上固定的涂胶刮板单元；该涂胶进给机构8通过滑块平台固定刮板斜架14，在第一步进电机15的驱动下带动滑块平台上的刮板斜架14相对于工件径向方向作线性运动；刮板斜架14下端旋转固定在涂胶进给机构8的滑块平台一端，滑块平台另一端通过电动推杆6与刮板斜架14上端连接，通过电动推杆6的伸缩带动刮板斜架14旋转，进而对刮板固定板16及其上的涂胶刮板单元与工件表面的距离进行微调；刮板固定板16固定在刮板斜架14上端，其固定的涂胶刮板单元带有朝向工件表面的柔性刮板12，通过柔性刮板12接触工件表面，在与工件表面的相对旋转运动下涂匀工件表面的胶液；

如图2所示，喷胶装置包括喷枪19和喷枪进给机构20，该喷枪进给机构20通过滑块平台负载喷枪19，在第二步进电机25的驱动下带动滑块平台上的喷枪19相对于工件径向方向作线性运动，实现与工件表面距离的调节；喷枪19用于容纳胶液和胶液流量控制，出胶头朝向工件表面，将胶液持续、稳定喷涂至工件表面；喷胶装置喷出的胶液在工件表面的旋转运动下移动至涂胶装置所对应位置，实现自动化喷胶和涂胶。

在本发明中，工件为筒形结构，如火箭的贮箱，工件表面为弧面结构。

在本发明中，如图1和图3所示，涂胶刮板单元包括刮板安装板18、刮板连接块17、柔性刮板12、配重片13、缓冲弹簧11和旋转连接座5，其中，刮板固定板16上开设至少一个安装孔，每个安装孔允许一个刮板安装板18穿过进而与刮板固定板16形成交叉结构；刮板安装板18朝向工件表面的一端固定刮板连接块17，刮板连接块17朝向工件表面的一侧固定柔性刮板12，涂胶时，该柔性刮板12与工件表面接触，通过与工件表面的摩擦作用，将工件表面的胶液涂覆均匀。刮板安装板18远离工件表面一端的上板面承载有配重片13，通过与缓冲弹簧11配合，用于保证柔性刮板12接触工件表面时没有空隙，实现工件表面胶液的均匀涂覆，保证涂胶质量和涂胶效率。刮板安装板18朝向工件表面一端下板面与缓冲弹簧11一端连接，缓冲弹簧11另一端连接刮板固定板16，该缓冲弹簧11用于使涂胶压力可在安全阈值范围内有所波动，保护对工件表面的压力不超过准许压力；刮板固定板16远离工件一侧板面上固定有旋转连接座5，用于连接刮板固定板16和刮板安装板18，使刮板安装板18能够绕该旋转连接座5在一定角度内转动。

在一种优选的实施方式中，如图1和图3所示，刮板固定板16上开设三个安装孔，对应的固定三个涂胶刮板单元。

在一种优选的实施方式中，如图3所示，该旋转连接座5包括设置在刮板固定板16上的支座，支座两端为竖板结构，两竖板之间设有销轴，通过卷绕该销轴的簧片连接刮板安装板18，刮板安装板18在簧片的带动下可以绕销轴转动。

在一种优选的实施方式中，如图1和图3所示，缓冲弹簧11与刮板固定板16之间连接有压力传感器10，压力传感器10用于实时检测柔性刮板12受到的涂胶压力。其中，压力传感器10可以选用y-15型压力传感器。

在一种优选的实施方式中，如图1和图3所示，刮板安装板18远离工件表面一端的下板面安装有限位保护开关9。该限位保护开关9可以选用直动型限位保护开关。当涂胶压力超过安全阈值后，刮板安装板18触压到限位保护开关9上的压片，其触点闭合，控制电路由常开导向常闭，电动推杆6被启动反方向回退，当限位保护开关9上的压片重新复位，其触点断开，控制电路由常闭导向常开，当压力传感器10输出值达到设定值则电动推杆6停止回退驱动。限位保护开关9的触发，使涂胶刮板单元沿水平方向整体后退，避免涂胶压力过大损坏工件，保护工件安全。

在本发明中，如图2所示，喷胶装置还包括微调座21、水平圆柱齿条轴22、竖直杆23、和竖直杆固定法兰24，竖直杆23套设在竖直杆固定法兰24的筒体结构中，竖直杆固定法兰24的筒体结构一端为法兰盘结构，通过法兰盘结构竖直杆固定法兰24固定在喷枪进给机构20的滑块平台上；水平圆柱齿条轴22的主干为柱体结构，柱体结构一端旋转固定喷枪19，另一端插入微调座21的套环内，通过微调座21固定在竖直杆23上。微调座21在竖直杆23上的固定方式包括但不限于螺杆固定。

竖直杆23在竖直杆固定法兰24筒体结构内的高度可调，进而可以对喷枪19的高度进行微调。

在本发明中，该涂胶系统还包括涂胶控制器，该涂胶控制器用于监测压力传感器10检测到的涂胶压力以及限位保护开关9的触发状态，并控制涂胶进给机构8和喷枪进给机构20的进给以及电动推杆6的伸缩，使涂胶刮板单元的柔性刮板12与工件表面接触，喷枪19与工件表面距离满足喷胶要求，且压力传感器10测量值达到设定值范围。

根据本发明的二方面，如图4所示，提供了一种适用于大尺寸型薄壁工件表面的涂胶方法，其中，该工件为贮箱，如图5所示，贮箱结构包括贮箱柱段1以及封闭贮箱柱段1两端的球冠面箱底2，胶液涂覆在贮箱柱段表面，该涂胶方法包括：

采用贮箱柱段1主动旋转方式，柔性刮板12与贮箱柱段表面接触后产生相互运动，喷出的胶液随贮箱柱段1转至涂胶刮板单元，利用柔性刮板12将胶液涂匀。

具体地，该涂胶方法通过以下方式实施：

涂胶装置与喷胶装置固定在贮箱柱段1一侧的支座平台7上，支座平台7能够带动涂胶装置与喷胶装置沿贮箱柱段轴线方向移动，通过涂胶进给机构8和喷枪进给机构20微调喷涂距离，使涂胶轨迹为布满筒体的螺旋线；支座平台7运动速度缓慢，满足贮箱柱段1表面胶液全涂覆的要求；

涂胶装置与喷胶装置位于支座平台7的不同操作高度，涂胶装置借助于支座平台7沿贮箱柱段1轴线方向匀速移动，喷枪19将胶液持续、稳定喷涂至贮箱柱段表面，胶液随贮箱柱段表面转至涂胶刮板单元，涂胶进给机构8携带涂胶刮板单元向工件表面移动，直到柔性刮板12与贮箱柱段表面接触，柔性刮板12通过与工件表面的摩擦作用，将胶液均匀涂覆。

在本发明中，在贮箱柱段1两端分别安装定位工艺环3，该定位工艺环3的下部落座在多个支撑旋转装置4上，在支撑旋转装置4的作用下带动整个贮箱柱段1旋转。其中，支撑旋转装置4为现有设备，如旋转支撑定位装置等，可以支撑定位工艺环3并带动其旋转。

在本发明中，涂胶装置包括三个涂胶刮板单元，各涂胶刮板单元的柔性刮板12均与工件表面接触，喷涂的胶液依次经过三个涂胶刮板单元，最先接触胶液的第一涂胶刮板单元作用在工件表面的力度最小，负责将胶液初步涂抹均匀；其次接触胶液的第二涂胶刮板单元作用在工件表面的力度居中，进一步将胶液涂抹均匀；最后接触胶液的第三涂胶刮板单元作用在工件表面的力度最大，保证涂胶厚度及单位面积涂胶重量复合技术指标要求。

本发明中，由于贮箱柱段由薄壁金属板材拼焊制成，几何尺寸较大，且贮箱柱段表面有一层泡沫层，胶层涂覆在泡沫层上。本发明中涂胶装置和喷胶装置通过坐落在可以沿其轴向移动的支座平台7上，在支座平台7的带动下能够完成整个大尺寸工件的涂胶，且涂胶进给机构8、喷枪进给机构20和电动推杆6在涂胶控制器的控制下，能够精确控制喷胶距离或涂胶压力，保护接触力不超过泡沫表面准许压力，喷涂效率高且工件安全性好。

以上结合了优选的实施方式对本发明进行了说明，不过这些实施方式仅是范例性的，仅起到说明性的作用。在此基础上，可以对本发明进行多种替换和改进，这些均落入本发明的保护范围内。