一种外防热涂层自动喷涂设备及其喷涂方法与流程

本发明涉及防热层喷涂设备技术领域，具体涉及一种外防热涂层自动喷涂设备及其喷涂方法。

背景技术：

目前，国内防热层的成型可分为：手工喷涂、自动喷涂等。手工喷涂的防热层存在表面均匀性差，涂层厚度难以控制的问题，一般要经过手工打磨才能满足厚度要求，劳动强度大，产品质量一致性差。自动喷涂的防热层能够提高喷涂质量，保证产品喷涂质量的一致性，提高防热涂料成型的自动化水平，减少了人工的投入时间。但是现有技术中的防热层自动喷涂设备结构复杂，这使得产品成本高，同时需要具有相关专业知识的人来操作设备，限制了用户群体。同时，现有技术中的防热层喷涂厚度的控制还主要靠人工眼力评估，喷涂厚度控制精度不高。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种外防热涂层自动喷涂设备及其喷涂方法，以解决现有技术中自动喷涂设备结构复杂，成本高的问题及喷涂厚度精度低的问题。

为实现以上目的，本发明采用如下技术方案：

一种外防热涂层自动喷涂设备，包括：控制装置、工件输送工装、工件旋转工装和喷涂机器人，其中，

所述工件输送工装用于夹持待喷涂工件，并将待喷涂工件输送到喷涂工位上；所述工件旋转工装架设在所述工件输送工装上，待喷涂工件套设在所述工件旋转工装上，所述工件旋转工装用于在所述控制装置的控制下驱动待喷涂工件进行自旋转；所述喷涂机器人设置在喷涂工位旁，用于在所述控制装置的控制下对自旋转的待喷涂工件进行外防热涂层的喷涂。

优选地，所述工件输送工装包括：地轨、驱动端工件小车和从动端工件小车，其中，所述驱动端工件小车和从动端工件小车通过一连接杆连接后，滑动设置在所述地轨上；

所述驱动端工件小车上设有驱动端支架，所述从动端工件小车上设有从动端支架；所述工件旋转工装架设在所述驱动端支架和从动端支架上。

优选地，所述连接杆为可伸缩连接杆，用于调节驱动端工件小车和从动端工件小车之间的距离，以适应运输不同长度的待喷涂工件。

优选地，所述工件旋转工装包括：驱动端工件旋转工装、从动端工件旋转工装和旋转轴，其中，

所述驱动端工件旋转工装设置在驱动端支架上，包括：第一伺服电机、第二伺服电机及分别套设在所述第一伺服电机和第二伺服电机输出轴上的第一驱动轮和第二驱动轮，所述第一驱动轮和第二驱动轮位于同一水平面上，并间隔预设距离；

所述从动端工件旋转工装设置在从动端支架上，包括：第三伺服电机、第四伺服电机及分别套设在所述第三伺服电机和第四伺服电机输出轴上的第三驱动轮和第四驱动轮，所述第三驱动轮和第四驱动轮位于同一水平面上，并间隔预设距离；

所述旋转轴的一端设置在所述第一驱动轮和第二驱动轮上，该端旋转轴的外圆周分别与所述第一驱动轮和第二驱动轮配合；所述旋转轴的另一端设置在所述第三驱动轮和第四驱动轮上，该端旋转轴的外圆周分别与所述第三驱动轮和第四驱动轮配合；待喷涂工件套设在所述旋转轴上。

优选地，所述旋转轴与所述地轨平行。

优选地，所述喷涂机器人包括：x轴伸缩臂、y轴滑轨、z轴升降臂和喷枪，其中，

y轴滑轨内设有丝杆，所述丝杆上套设有滑块，所述z轴升降臂的固定端设置在所述滑块上，活动端固定有所述x轴伸缩臂的固定端；所述x轴伸缩臂的活动端朝向喷涂工位，其上固定有所述喷枪；

所述z轴升降臂与y轴滑轨垂直，同时与所述x轴伸缩臂垂直，所述x轴伸缩臂与所述y轴滑轨垂直。

优选地，所述y轴滑轨与工件输送工装的地轨平行。

优选地，所述y轴滑轨侧立在水平地面上，所述z轴升降臂的固定端的侧壁固定在所述滑块上。

优选地，所述y轴滑轨下设有底座，所述底座用于支撑和固定所述y轴滑轨。

优选地，所述控制装置包括处理器及分别与所述处理器电连接的第一驱动电路、第二驱动电路和触摸屏，其中，所述第一驱动电路、第二驱动电路的输出端分别与所述工件旋转工装和喷涂机器人电连接。

另外，本发明还提出了一种外防热涂层自动喷涂设备的喷涂方法，包括：

步骤s1、喷涂x层外防热层后，采用针刺法测量喷涂后的外防热层总厚度tx；其中，x≥2，为用户预先设置；

步骤s2、根据公式t1＝tx/x，得到每层外防热层的厚度t1；

步骤s3、根据公式n＝外防热层总厚度的上限值y/t1，计算理论待喷涂层数n；其中，y＞0，为用户预先设置；

步骤s4、喷涂n-1层后，采用针刺法测量已经喷涂的外防热层总厚度tn-1；

步骤s5、若tn-1≥y，结束喷涂；若tn-1＜y，再喷涂一层后结束喷涂；

步骤s6、采用针刺法测量喷涂的外防热层总厚度t。

优选地，所述外防热涂层自动喷涂设备的喷涂方法，还包括：

喷涂时，控制喷枪内的压缩空气压力范围为0.3mpa～0.4mpa，喷距范围为170～200mm；

根据公式：n＝120*v/l，t＝n*πd/60，计算喷枪行走速度v和待喷涂工件的自旋转速度n；其中，d为待喷涂工件直径，为已知值；l为喷幅，取值范围为180mm～220mm，为已知值；t为喷涂线速度，取值范围为300mm/s～400mm/s，为已知值。

本发明采用以上技术方案，至少具备以下有益效果：

由上述技术方案可知，本发明提供的这种外防热涂层自动喷涂设备，工件输送工装能够夹持待喷涂工件，并将待喷涂工件输送到喷涂工位上；工件旋转工装架设在所述工件输送工装上，待喷涂工件套设在工件旋转工装上，工件旋转工装能够在控制装置的控制下驱动待喷涂工件进行自旋转；喷涂机器人设置在喷涂工位旁，能够在控制装置的控制下对自旋转的待喷涂工件进行外防热涂层的喷涂。相比现有技术，本发明提供的这种外防热涂层自动喷涂设备，结构简单，工作过程中不需要人工参与，对操作者的要求低，能够适应不同群体的使用需求。

本发明提供的这种外防热涂层自动喷涂设备的喷涂方法，先得到每层外防热层的平均厚度值，然后通过预设外防热层总厚度的上限值及每层外防热层的平均厚度值，得到理论喷涂总层数；在喷涂结束前(喷涂n-1层后)，将实际喷涂的厚度和预设外防热层总厚度的上限值进行比较，从而判断是结束喷涂，还是继续喷涂。相比现有技术，本发明提供的这种外防热涂层自动喷涂设备的喷涂方法，通过预设算法实现，避免了人工参与喷涂的过程，喷涂厚度精度高，喷涂表面相对平整，能够提高涂层的丰满度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一实施例提供的一种外防热涂层自动喷涂设备的整体结构示意图；

图2为本发明一实施例提供的一种外防热涂层自动喷涂设备的前视图；

图3为本发明一实施例提供的一种外防热涂层自动喷涂设备的侧视图；

图4为本发明一实施例提供的一种外防热涂层自动喷涂设备的喷涂方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

参见图1，本发明一实施例提供的一种外防热涂层自动喷涂设备，包括：控制装置(附图中未示出)、工件输送工装(参见图1中的1、2、3、4)、工件旋转工装(参见图1中的22、23、5)和喷涂机器人(参见图1中的6、7、8、9)，其中，

所述工件输送工装用于夹持待喷涂工件，并将待喷涂工件输送到喷涂工位上；所述工件旋转工装架设在所述工件输送工装上，待喷涂工件套设在所述工件旋转工装上，所述工件旋转工装用于在所述控制装置的控制下驱动待喷涂工件进行自旋转；所述喷涂机器人设置在喷涂工位旁，用于在所述控制装置的控制下对自旋转的待喷涂工件进行外防热涂层的喷涂。

由上述技术方案可知，本发明提供的这种外防热涂层自动喷涂设备，工件输送工装能够夹持待喷涂工件，并将待喷涂工件输送到喷涂工位上；工件旋转工装架设在所述工件输送工装上，待喷涂工件套设在工件旋转工装上，工件旋转工装能够在控制装置的控制下驱动待喷涂工件进行自旋转；喷涂机器人设置在喷涂工位旁，能够在控制装置的控制下对自旋转的待喷涂工件进行外防热涂层的喷涂。相比现有技术，本发明提供的这种外防热涂层自动喷涂设备，结构简单，工作过程中不需要人工参与，对操作者的要求低，能够适应不同群体的使用需求。

参见图2，优选地，所述工件输送工装包括：地轨1、驱动端工件小车2和从动端工件小车3，其中，所述驱动端工件小车2和从动端工件小车3通过一连接杆4连接后，滑动设置在所述地轨1上；

所述驱动端工件小车2上设有驱动端支架21，所述从动端工件小车3上设有从动端支架(附图中未示出)；所述工件旋转工装架设在所述驱动端支架21和从动端支架上。

优选地，所述连接杆4为可伸缩连接杆，用于调节驱动端工件小车2和从动端工件小车3之间的距离，以适应运输不同长度的待喷涂工件。

参见图3，优选地，所述工件旋转工装包括：驱动端工件旋转工装、从动端工件旋转工装(附图中未示出)和旋转轴5，其中，

所述驱动端工件旋转工装设置在驱动端支架21上，包括：第一伺服电机(附图中未示出)、第二伺服电机(附图中未示出)及分别套设在所述第一伺服电机和第二伺服电机输出轴上的第一驱动轮22和第二驱动轮23，所述第一驱动轮22和第二驱动轮23位于同一水平面上，并间隔预设距离；

所述从动端工件旋转工装设置在从动端支架上，包括：第三伺服电机、第四伺服电机及分别套设在所述第三伺服电机和第四伺服电机输出轴上的第三驱动轮和第四驱动轮，所述第三驱动轮和第四驱动轮位于同一水平面上，并间隔预设距离；

所述旋转轴5的一端设置在所述第一驱动轮22和第二驱动轮23上，该端旋转轴5的外圆周分别与所述第一驱动轮22和第二驱动轮23配合；所述旋转轴5的另一端设置在所述第三驱动轮和第四驱动轮上，该端旋转轴5的外圆周分别与所述第三驱动轮和第四驱动轮配合；待喷涂工件套设在所述旋转轴5上。

可以理解的是，第一驱动轮和第二驱动轮转动的时候，能够带动旋转轴的一端转动；第三驱动轮和第四驱动轮转动的时候，能够带动旋转轴的另一端转动，旋转轴转动从而带动套设在旋转轴上的待喷涂工件旋转，从而保证待喷涂工件的每个面都能被喷涂到涂料。

为了保证旋转轴是平稳转动，第一驱动轮、第二驱动轮、第三驱动轮和第四驱动轮的转动速度和转动方向都必须是一致的。

可以理解的是，本发明提供的这种外防热涂层自动喷涂设备，防热层采用螺旋喷涂，可以很好地保证喷涂的均匀性，喷涂表面相对平整，提高涂层的丰满度。

优选地，所述旋转轴5与所述地轨1平行。

优选地，所述喷涂机器人包括：x轴伸缩臂6、y轴滑轨7、z轴升降臂8和喷枪9，其中，

y轴滑轨7内设有丝杆，所述丝杆上套设有滑块，所述z轴升降臂8的固定端设置在所述滑块上，活动端固定有所述x轴伸缩臂6的固定端；所述x轴伸缩臂6的活动端朝向喷涂工位，其上固定有所述喷枪9；

所述z轴升降臂8与y轴滑轨7垂直，同时与所述x轴伸缩臂6垂直，所述x轴伸缩臂6与所述y轴滑轨7垂直。

可以理解的是，y轴滑轨控制喷涂的长度，x轴伸缩臂控制喷涂的宽度，z轴升降臂控制喷涂的厚度。

优选地，所述y轴滑轨7与工件输送工装的地轨1平行。

优选地，所述y轴滑轨7侧立在水平地面上，所述z轴升降臂8的固定端的侧壁固定在所述滑块上。

优选地，所述y轴滑轨7下设有底座71，所述底座71用于支撑和固定所述y轴滑轨7。

优选地，所述控制装置包括处理器及分别与所述处理器电连接的第一驱动电路、第二驱动电路和触摸屏，其中，所述第一驱动电路、第二驱动电路的输出端分别与所述工件旋转工装和喷涂机器人电连接。

可以理解的是，用户通过触摸屏可以设置喷涂机器人的喷涂压力、喷距、喷幅、厚度等参数。

参见图4，另外，本发明还提出了一种外防热涂层自动喷涂设备的喷涂方法，包括：

步骤s1、喷涂x层外防热层后，采用针刺法测量喷涂后的外防热层总厚度tx；其中，x≥2，为用户预先设置；

步骤s2、根据公式t1＝tx/x，得到每层外防热层的厚度t1；

步骤s3、根据公式n＝外防热层总厚度的上限值y/t1，计算理论待喷涂层数n；其中，y＞0，为用户预先设置；

步骤s4、喷涂n-1层后，采用针刺法测量已经喷涂的外防热层总厚度tn-1；

步骤s5、若tn-1≥y，结束喷涂；若tn-1＜y，再喷涂一层后结束喷涂；

步骤s6、采用针刺法测量喷涂的外防热层总厚度t。

可以理解的是，目前采用自动喷涂设备进行外防热层的喷涂施工。自动喷涂轨迹为螺旋线，喷涂覆盖率高，自动喷涂压力、喷距、喷幅为定值。根据外防热层施工经验，一台工件涂层喷涂过程中，由于涂料粘度一致，环境温度变化不大，该台工件每道的涂层厚度应该基本保持一致。

由上述技术方案可知，本发明提供的这种外防热涂层自动喷涂设备的喷涂方法，先得到每层外防热层的平均厚度值，然后通过预设外防热层总厚度的上限值及每层外防热层的平均厚度值，得到理论喷涂总层数；在喷涂结束前(喷涂n-1层后)，将实际喷涂的厚度和预设外防热层总厚度的上限值进行比较，从而判断是结束喷涂，还是继续喷涂。相比现有技术，本发明提供的这种外防热涂层自动喷涂设备的喷涂方法，通过预设算法实现，避免了人工参与喷涂的过程，喷涂厚度精度高，喷涂表面相对平整，能够提高涂层的丰满度。

优选地，所述外防热涂层自动喷涂设备的喷涂方法，还包括：

喷涂时，控制喷枪内的压缩空气压力范围为0.3mpa～0.4mpa，喷距范围为170～200mm；

根据公式：n＝120*v/l，t＝n*πd/60，计算喷枪行走速度v和待喷涂工件的自旋转速度n；其中，d为待喷涂工件直径，为已知值；l为喷幅，取值范围为180mm～220mm，为已知值；t为喷涂线速度，取值范围为300mm/s～400mm/s，为已知值。

需要说明的是：1、调整喷枪的喷幅可以控制漆雾扇面的大小，喷幅过大，涂层表面易起毛，涂料浪费较大；喷幅过小，涂料雾化不良，导致漆膜粗糙，易起长波状桔皮，涂层表面不平整，或造成涂料流挂。鉴于涂料的特点，喷幅选择为180mm～220mm。

2、由于漆雾一般呈扇面状，因此喷距与喷幅之间存在相关关系，一项调整另一项也需做相应调整。一般应控制在170～200mm。距离过大，不仅会影响涂料的利用率，还会对涂层的平滑性造成不利影响。

3、防热层采用螺旋喷涂，可以很好地保证喷涂的均匀性，喷涂表面相对平整，提高涂层的丰满度。但是如果螺旋喷涂工件转速n与喷枪行走速度v选择不当也会造成涂层表面呈螺旋状或者涂料流挂。

转速n与喷枪行走速度v一般按以下公式计算：n＝120*v/l，其中l为喷幅，取值范围为180mm～220mm，一般取中值。而转速n与喷涂的线速度t相关，线速度t一般在300mm/s～400mm/s之间。t＝n*πd/60，其中d为工件直径。根据上述公式可以计算：工件转速n＝6.25r/min，喷枪行走速度v＝5mm/s。

4、喷涂压缩空气压力是影响漆膜厚度的重要因素。当空气压力达到流挂的临界状态时，涂层的表面效果最佳。因此，可根据实际生产情况控制压缩空气压力，使喷出的涂料始终保证在似流非流的状态，达到喷涂的最佳效果一般控制在0.3mpa～0.4mpa较好。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“多个”指两个或两个以上，除非另有明确的限定。