数控喷胶设备及方法与流程

本发明涉及数控喷胶设备和方法。

背景技术：

近年来，为了适应铁路运输高速、重载两大发展方向的要求，套靴式支承块整体道床在我国新建及在建的铁路长大隧道、站场、地铁、城市轻轨中得到了较为广泛的应用。

靴套支承块整体道床是由厂制的预埋铁座式钢筋混凝土预制块套在内设橡胶垫板的橡胶套靴组成支承块，用临时轨排按线路标准提高后的要求浇注混凝土后形成的整体道床，其弹性相当于有碴轨道道床的弹性，在其上可铺设超长钢轨形成高质量的无缝线路，为高速列车的运行提供线路基础。与旧式整体道床相比，它所提供的轨下静刚度系数约400kn/cm，静刚度下降了1～1.5倍，轨道动应力大量降低，抗列车冲击和抗疲劳作用能力强、使用寿命长、列车运行平稳、速度高、免维修等特点。

支承块作为套靴式支承块整体道床结构的关键构件，由两大部分组成:第一部分为混凝土支承块，第二部分为橡胶套靴(包含微孔橡胶垫板，以下简称橡胶套靴)。混凝土支承块部分为轨道提供刚性，橡胶套靴部分则提供应力回弹。因此支承块橡胶套靴的组装质量决定了套靴式支承块整体道床抗列车冲击、减震和抗疲劳作用能力强弱，其组装质量直接影响着道床结构整体的施工质量。目前加设靴套大多采用人工涂胶的方式，将粘连胶水涂抹于支承块外部和靴套内表面，然后把靴套套入支承块，使胶水粘接，但是此种加设方式费时费力，需要投入巨大的人工进行涂胶作业，涂刷质量不稳定，且作业人员长时间与粘合胶接触影响人体健康。因此，如果能设计一种可以代替人工涂胶的设备，能有效地节约支承块组装时间和成本。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种对支承块下部和周边加设橡胶靴套而设计的专用设备，解决传统的人工加设涂胶费时、费工、胶水涂刷质量不稳定的问题。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：数控喷胶设备，包括三个走行单元和喷枪旋转单元；

三个走行单元包括：x走行单元、y走行单元和z走行单元；

x走行单元包括x轴滑台安装座板、x轴走行滑台和x轴滑台电机；y走行单元包括y轴滑台安装座板、y轴滑台电机和y轴走行滑台；z走行单元包括z轴滑台安装座板、z轴走行滑台和z轴滑台电机；

x轴滑台安装座板与x轴滑台电机连接并可在x轴走行滑台上滑动；y轴滑台安装座板与y轴滑台电机连接并可在y轴走行滑台上滑动；z轴滑台安装座板与z轴滑台电机连接并可在z轴走行滑台上滑动；

喷枪旋转单元包括旋转电机和喷枪，旋转电机通过z轴滑台安装座板安装在z轴走行滑台上。

作为优选方式，三个走行单元和喷枪旋转单元安装在整体框架式结构上。

作为优选方式，整体框架式结构包括立柱、横梁和纵梁，横梁与立柱焊接或通过连接钢件连接，纵梁与立柱焊接或通过连接钢件连接。

作为优选方式，横梁与立柱焊接，纵梁与立柱通过连接钢件连接。

作为优选方式，连接钢件为带安装孔的l形或u形钢件。

作为优选方式，x轴走行滑台安装在立柱上，x轴走行滑台包括至少两个平行设置的滑台；x轴滑台安装座板至少设置两个；不同的x轴滑台安装座板分别安装在不同的x轴走行滑台上。

作为优选方式，x轴滑台电机至少设置两个，且x轴滑台电机安装在x轴走行滑台的端部；y轴滑台电机安装在y轴走行滑台的端部；

z轴滑台电机安装在z轴走行滑台的端部。

作为优选方式，旋转电机和喷枪通过旋转杆或联轴器连接。

数控喷胶设备用于为支承块喷胶的方法，通过数控喷胶设备为支承块喷胶，以便为支承块加设橡胶靴套；

整体框架处于固定位置处，x轴走行滑台平行放置于支承块长侧面的两端，之后依次安装y走行单元和z走行单元；

x轴走行滑台、y轴走行滑台和z轴走行滑台内部均安装有传动丝杆，传动丝杆包括第一传动丝杆、第二传动丝杆和第三传动丝杆，第一传动丝杆分别连接x轴滑台安装座板和x轴滑台电机；第二传动丝杆分别连接y轴滑台安装座板和y轴滑台电机；第三传动丝杆分别连接z轴滑台安装座板和z轴滑台电机；

通过x、y、z方向走形完成x、y、z喷胶，喷枪喷嘴的位置必须保证同喷射面始终处于垂直的状态；当上一个方向走形、喷胶完成后，需要进行下一个方向的走形、喷胶时，如果喷嘴不垂直于喷射面，需要采用旋转电机旋转驱动的方式实现喷嘴的旋转走形，将喷嘴垂直于喷射面，再进行走形、喷胶。

作为优选方式，数控喷胶设备横跨于辊道架之上，支承块通过辊道架的运输，当支承块达到滑台架下部时，此时触发红外线对射开关，辊道运输架停止运转，使支承块保持在滑台架正下方，z轴滑台电机运转，控制喷枪垂直向下运动，达到喷射底面高度位置，此时喷枪高度位置不动，也不旋转，x轴滑台电机启动，实现x方向的走形，同时喷枪进行喷射胶水，完成底面第一条胶带的喷射；

喷枪停止喷射，y轴滑台电机启动，带动喷枪实现y方向的走形，当走形到第二条胶带的喷射位置时，y轴滑台电机停止，x轴滑台电机启动，喷枪开始喷射胶水，到此完成第二条胶带的喷射，重复以上动作，完成第三条胶带的喷射；

当底面胶带喷射完成后，所有滑台回到初始的工作位置，支承块侧面胶带同样是喷射3条，z轴滑台电机和x轴滑台电机同时启动，使喷枪达到最低胶带的喷射位置，这时z轴滑台电机及x轴滑台电机停止运转，喷枪旋转电机启动，调节喷嘴垂直于支承块侧面，当喷枪到达指定位置之后，x轴滑台电机启动，实现x方向的走形，喷枪同一时间启动，完成单个侧面的胶带喷射，长侧面喷射完成后，喷枪停止喷射，x轴滑台电机继续运行，当喷枪到达短侧面喷射距离时，x轴滑台电机自动停止运转，旋转电机启动，使喷枪嘴垂直于短侧面后自动停止运转，此时y轴滑台电机和喷枪同时启动，完成短侧面的胶带喷射，喷射完成后喷枪自动停止运转，y轴滑台电机继续运转，喷枪达到长侧面喷射位置时自动停止运转，这时x轴滑台电机和喷枪同时启动，匀速完成另外一个长侧面胶带喷射，然后重复第一个短侧面的喷射动作，至此完成支承块底面及侧面的胶带喷射全过程，各个滑台自动退回最初的工作位置。

本发明的有益效果是：

数控数控喷胶设备的设计制作极好的解决了人工涂胶带来的各种问题，极大的提高了喷胶效率和喷胶质量，同辊道架可组成靴套包装生产线。

附图说明

图1为本发明结构示意图之一；

图2为本发明结构示意图之二；

图3为本发明结构示意图之三；

图4为本发明结构示意图之四；

图中，1-x轴走行滑台，2-x轴滑台安装座板，3-y轴滑台电机，4-y轴走行滑台，5-z轴走行滑台，6-z轴滑台电机，7-旋转电机，8-z轴滑台安装座板，9-旋转杆，10-喷枪，11-x轴滑台电机，12-连接钢件。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

支承块进行道床浇筑时，需对周围和底部加设橡胶靴套，采用机械设备操作时，支承块除预埋钢件面，其他面均需要进行喷射胶水，保证粘连稳固，涂刷质量均匀，如何实现数控喷胶设备x、y、z三个方向的运动便是关键技术问题。本发明采用机械化喷胶，喷涂质量好。

如图1-图4所示，数控喷胶设备，包括三个走行单元和喷枪10旋转单元；

三个走行单元包括：x走行单元、y走行单元和z走行单元；

x走行单元包括x轴滑台安装座板2、x轴走行滑台1和x轴滑台电机11；y走行单元包括y轴滑台安装座板、y轴滑台电机3和y轴走行滑台4；z走行单元包括z轴滑台安装座板8、z轴走行滑台5和z轴滑台电机6；

x轴滑台安装座板2与x轴滑台电机11连接并可在x轴走行滑台1上滑动；y轴滑台安装座板与y轴滑台电机3连接并可在y轴走行滑台4上滑动；z轴滑台安装座板8与z轴滑台电机6连接并可在z轴走行滑台5上滑动；

喷枪10旋转单元包括旋转电机7和喷枪10，旋转电机7通过z轴滑台安装座板8安装在z轴走行滑台5上。

在一个优选实施例中，三个走行单元和喷枪10旋转单元安装在整体框架式结构上。

在一个优选实施例中，整体框架式结构包括立柱、横梁和纵梁，横梁与立柱焊接或通过连接钢件12连接，纵梁与立柱焊接或通过连接钢件12连接。

在一个优选实施例中，横梁与立柱焊接，纵梁与立柱通过连接钢件12连接。

在一个优选实施例中，连接钢件12为带安装孔的l形或u形钢件。

在一个优选实施例中，x轴走行滑台1安装在立柱上，x轴走行滑台1包括至少两个平行设置的滑台；x轴滑台安装座板2至少设置两个；不同的x轴滑台安装座板2分别安装在不同的x轴走行滑台1上。

在一个优选实施例中，x轴滑台电机11至少设置两个，且x轴滑台电机11安装在x轴走行滑台1的端部；

y轴滑台电机3安装在y轴走行滑台4的端部；

z轴滑台电机6安装在z轴走行滑台5的端部。

在一个优选实施例中，旋转电机7和喷枪10通过旋转杆9或联轴器连接。

数控喷胶设备用于为支承块喷胶的方法，通过数控喷胶设备为支承块喷胶，以便为支承块加设橡胶靴套；

采用整体框架式结构作为数控喷胶设备的主体形式，对支撑块进行喷胶作业时，数控喷胶设备喷枪10需处于支承块的四周和侧面，框架式的结构可使数控喷胶设备整体横跨于支承块的上部：

整体框架处于固定位置处，x轴走行滑台1平行放置于支承块长侧面的两端，之后依次安装y走行单元和z走行单元；

x轴走行滑台1、y轴走行滑台4和z轴走行滑台5内部均安装有传动丝杆，传动丝杆包括第一传动丝杆、第二传动丝杆和第三传动丝杆，第一传动丝杆分别连接x轴滑台安装座板2和x轴滑台电机11；第二传动丝杆分别连接y轴滑台安装座板和y轴滑台电机3；第三传动丝杆分别连接z轴滑台安装座板8和z轴滑台电机6；

通过x轴滑台电机11带动x轴滑台安装座板2在x方向走形并喷胶，通过y轴滑台电机3带动y轴滑台安装座板在y方向走形并喷胶，通过z轴滑台电机6带动z轴滑台安装座板8在z方向走形并喷胶；通过x、y、z方向走形完成x、y、z喷胶，喷枪10喷嘴的位置必须保证同喷射面始终处于垂直的状态；当完成x方向的喷胶后，短侧面的y轴走行滑台4走形到位后，喷嘴同喷射面处于不垂直的情况，此时采用旋转电机7旋转驱动的方式实现喷嘴的旋转走形，同理，当上一个方向走形、喷胶完成后，需要进行下一个方向的走形、喷胶时，如果喷嘴不垂直于喷射面，需要采用旋转电机7旋转驱动的方式实现喷嘴的旋转走形，将喷嘴垂直于喷射面，再进行走形、喷胶。

在一个优选实施例中，数控喷胶设备横跨于辊道架之上，支承块通过辊道架的运输，当支承块达到滑台架(滑台平面)下部时，此时触发红外线对射开关，辊道运输架停止运转，使支承块保持在滑台架正下方，z轴滑台电机6运转，控制喷枪10垂直向下运动，达到喷射底面高度位置，此时喷枪10高度位置不动，也不旋转，x轴滑台电机11启动，实现x方向的走形，同时喷枪10进行喷射胶水，完成底面第一条胶带的喷射；

在plc程序的控制下，喷枪10停止喷射，y轴滑台电机3启动，带动喷枪10实现y方向的走形，当走形到第二条胶带的喷射位置时，y轴滑台电机3停止，x轴滑台电机11启动，喷枪10开始喷射胶水，到此完成第二条胶带的喷射，重复以上动作，完成第三条胶带的喷射；

当底面胶带喷射完成后，所有滑台回到初始的工作位置，支承块侧面胶带同样是喷射3条，z轴滑台电机6和x轴滑台电机11同时启动，使喷枪10达到最低胶带的喷射位置，这时z轴滑台电机6及x轴滑台电机11停止运转，喷枪10旋转电机7启动，调节喷嘴垂直于支承块侧面，设计过程中考虑到支承块属于规则矩形，此处喷射位置从矩形的较长面进行喷射(可根据生产需要，改动喷射位置参数)，当喷枪10到达指定位置之后，x轴滑台电机11启动，实现x方向的走形，喷枪10同一时间启动，完成单个侧面的胶带喷射，长侧面喷射完成后，喷枪10停止喷射，x轴滑台电机11继续运行，当喷枪10到达短侧面喷射距离时，x轴滑台电机11自动停止运转，旋转电机7启动，使喷枪10嘴垂直于短侧面后自动停止运转，此时y轴滑台电机3和喷枪10同时启动，完成短侧面的胶带喷射，喷射完成后喷枪10自动停止运转，y轴滑台电机3继续运转，喷枪10达到长侧面喷射位置时自动停止运转，这时x轴滑台电机11和喷枪10同时启动，匀速完成另外一个长侧面胶带喷射，然后重复第一个短侧面的喷射动作，至此完成支承块底面及侧面的胶带喷射全过程，各个滑台自动退回最初的工作位置。

采用plc程序控制数控喷胶设备的动作，很大部分的减少了人工作业，流水化的作业形式，相比传统的人工涂胶组装，相同的时间内，可达到人工涂胶3倍以上的工作效率且胶水更加均匀。此设计并不局限于支承块和靴套进行喷胶，对于其他需要周围或者是侧面需要喷胶的产品，均可使用此装置进行作业，该设备具有较大的实用和推广价值。

滑台采用步进电机驱动，具有快速响应特性，能做到即停即开，满足喷枪10走形所需要的条件，可在40s完成一套组装产品的喷胶任务，极大的缩短了喷胶时间，提高一定的生产效率。

喷枪10嘴采用双排列垂直布置，能对侧面以及周围进行不换枪喷射，喷枪10具有x、y、z三个方向的自由度，可适用于规则和不规则程度较小的产品进行喷射功能，并不局限于支承块喷胶作业。

通过电脑模拟以及现场实际生产反馈回来的时间显示，完成底面三条胶带喷射所需要的时间为10s，加上滑台从初始位置达到指定的喷射位置时间是3.38s,底面喷射耗时总共为13.38s,喷枪10从底面喷胶位置到完成支承块侧面胶带的喷射时间为17.7s,滑台部件完成喷射回到初始工作位置时需要的时间为8.66s,侧面喷射耗时为26.36s，完成一个弹性支承块的喷胶时间为39.75s。橡胶靴套的胶带喷射采用另外一台不同规格的喷胶设备进行喷射，具体工作流程同支承块喷施大类似，不同的是靴套是进行内表面喷射，滑台同样需要从初始工作位置达到内底面喷射位置处，然后轨道滑台电机和喷枪10同时启动，完成底面第一条胶带的喷射，然后在支承块喷胶设备的控制程序上调整各个滑台的走形参数，自动完成橡胶靴套余下的胶带喷射工作，通过电脑模拟以及实际操作计算，完成底面三条胶带喷射所需要的时间为6s，加上滑台从初始位置达到指定的喷射位置时间是3.14s,底面喷射耗时总共为10.14s,喷枪10从底面喷胶位置到完成支承块侧面胶带的喷射时间为11.58s,滑台部件完成喷射回到初始工作位置时需要的时间为4.65s,侧面喷射耗时为16.23s，完成一个弹性支承块的喷胶时间为26.38s橡胶靴套属于弹性支承块契合物品，故喷射内表面时规格尺寸相当于喷射支承块外表面，喷射时间大体相同，两台喷胶设备独立运行，独立控制，故两台喷胶设备同时运行，完成一套产品的胶带喷射最多只需40s,支承块和橡胶靴套完成喷射后，支承块喷胶机后部的辊道架可用于组合，在喷射当前支承块时，工人把喷射好的橡胶靴套粘连在支承块上，保证轨道架的足够长，每喷射一块支承块，后面便完成一项保证任务，可形成一条联动控制的组装生产线。该设计极大的提高了支承块的包装效率和质量，因为其喷射时采用的高速喷枪10，可使胶水快速粘连于支承块和橡胶靴套上，不易挥发，相比于人工涂胶，具有一定的环保作用，两台喷胶设备采用plc程序自动控制，能有效地减少工人的操作，具有较大的设计和实用价值。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，应当指出的是，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。