CN106823848A - 中空平板陶瓷膜片自动封胶装置系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了中空平板陶瓷膜片自动封胶装置系统，它包括机架、传送带、夹具、自动混胶涂覆机、烘干室和翻转机构，机架上依次设置有传送带、自动混胶涂覆机、烘干室，传送带上间隔设置有承载夹具的若干台板以及可使台板左端定位的升降定位头，自动混胶涂覆机设置在烘干室前端的机架一侧位置，自动混胶涂覆机包括可上下左右移动的机械手、输胶管、储胶罐，机械手包括对称设置的枪杆，枪杆之间连接有弹簧，枪杆前端连接有移动管，移动管能随垂直轴向的轴承移动并连接有点胶枪头，移动管通过管接头与输胶管相连，输胶管与储胶罐相连，它不仅大大提高了封胶效率，提高了产品粘接的强度质量，同时能够节约粘接胶剂，封胶美观，具有较好的应用前景。

Description

中空平板陶瓷膜片自动封胶装置系统

技术领域

本发明涉及中空平板陶瓷膜片生产装置技术领域，特别涉及到一种中空平板陶瓷膜片自动封胶装置系统。

背景技术

中空平板陶瓷膜生物反应器作为一种新型高效污水处理技术，已成为生活污水、特别是工业废水和极端环境废水处理中不可或缺的处理技术。目前膜生物反应器广泛应用的是中空平板陶瓷膜生物反应器（PC-MBR），具有以下主要特点：强度高，水通量大，寿命长，处理效率高、出水水质好；设备紧凑、占地面积小单位能耗低，运行维护成本低；易实现自动控制、运行管理简单的中空平板陶瓷膜。但因中空平板陶瓷膜需要封装堵头，堵头封装也直接影响膜片质量和使用寿命的关键技术，传统手工和半自动点胶工艺因为需要靠人员去肉眼去校正膜片位置等操作，存在人为差异和失误：1、手工封胶容易造成胶面外观差,胶量差异大,干燥不均匀,粘结强度差异大；2、中空平板陶瓷膜封胶后需要移动到干燥室，移动过程产生振动容易造成粘接松动变形，干燥时间长，能耗大；3、需要安装夹具较多、整个封胶过程需要过多人员参与，劳动者的劳动强度过大，且人工成本占比较高。上述因素都影响到了膜片乃至组件的整体安装和使用寿命及水质不达标等问题。

发明内容

为了解决现有技术中陶瓷膜片封胶外观差,胶量差异大,干燥不均匀,粘结强度差异大，效率低和工人劳动强度大等问题且影响到膜片乃至组件的整体寿命和水质排放不达标等问题，本发明提供了一种自动化程度高、产品粘结强度一致性高、降低了劳动者的劳动强度,减少了作业人员,并效率提高5倍以上,实现了批量效率化生产,品质稳定的中空平板陶瓷膜片自动封胶装置系统。

本发明所采用的如下技术方案：所述中空平板陶瓷膜片自动封胶装置系统，它包括机架、传送带、夹具、自动混胶涂覆机、烘干室和翻转机构，所述翻转机构设置在机架中间，所述传送带、自动混胶涂覆机、烘干室依次设置机架，所述传送带上间隔设置有承载夹具的若干台板以及可使台板定位的升降定位头，所述自动混胶涂覆机设置在烘干室前端的机架一侧位置，自动混胶涂覆机包括可上下左右移动的机械手、输胶管、储胶罐，所述机械手包括两根对称设置的枪杆，枪杆之间连接有弹簧，枪杆前端连接有移动管，移动管能随垂直轴向的轴承移动并连接有点胶枪头，所述移动管通过管接头与输胶管相连，输胶管与储胶罐相连，所述夹具包括底板、顶板以及连接底板、顶板的立柱，所述底板上和顶板上设置有定位孔、固定下堵头的条状定位块以及连接下堵头的限位块，夹具的一侧设置有固定平板膜片的横向定位杆。

进一步地，所述枪杆末端与套在纵向导轨上的纵向移动板相连，所述纵向导轨与套在横向导轨上的横向移动板相连，所述横向导轨固定在设置在机架上的辅助架上。

进一步地，所述烘干室包括高风段、高温段、冷却段。

本发明的有益效果：相比现有技术，解决了目前灌胶密封技术中存在的自动化程度低封胶外观差,胶量差异大,封胶后密封胶固化速度缓慢、干燥不均匀,粘结强度差异大、工作效率低，作业标准不能统一等问题，实现了自动封胶，具有设计合理、运行稳定、操作方法简便可行的特点，本发明不仅大大提高了封胶效率，有效的避免了人员作业的差异，提高了产品粘接的强度质量，同时能够节约粘接胶剂，封胶美观，具有较好的应用前景和较为广阔的推广空间。

附图说明

图1为本发明的主视结构示意图，

图2为本发明的俯视结构示意图，

图3为图2中的A-A剖视放大结构示意图，

图4为图3的B-B剖视结构示意图，

图5为图3中的机械手的放大结构示意图。

在图中，1、传送带 2、台板 3、夹具 4、传送轮 5、烘干室 6、主动轮 7、机架8、升降定位头 9、机械手 10、翻转装置 11、储胶罐 12、工作面板 13、立柱 14、平板膜片 15、横向定位杆 16、点胶枪头 17、轴承 18、铰轴 19、枪杆 20、纵向导轨 21、纵向电机 22、横向电机 23、纵向移动板 24、横向移动板 25、辅助架 26、横向导轨27、限位块 28、下堵头 29、条状定位块 30、定位孔 31、上堵头 32、底板 33、弹簧34、顶板 35、输胶管 36、缝隙 37、移动管 38、管接头。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面根据附图结合具体实施例来进一步详细描述本发明。

在图1、2、3、4、5中，所述中空平板陶瓷膜片的全自动封胶装置系统，包括两套机架7、传送带1、夹具3、自动混胶涂覆机、烘干室5、翻转机构10，翻转机构设置在相邻的两机架之间，每套机架上依次设置有传送带（由主动轮6和若干传送轮4带动）、自动混胶涂覆机、烘干室，传送带上间隔设置有承载夹具的若干台板2以及可使台板左端定位的升降定位头8，所述自动混胶涂覆机设置在烘干室前端的机架一侧位置，自动混胶涂覆机包括可上下左右移动的机械手9、输胶管35、储胶罐11，平板膜片上下分别端插入到上下堵头中并形成缝隙36，所述机械手包括两根对称设置的枪杆19，枪杆之间设置有弹簧33（可保证点胶枪头与缝隙36稳定接触和分离），枪杆前端通过铰轴18连接有移动管37(其内可通过胶液)，移动管能随垂直轴向的轴承17移动并连接有点胶枪头16，所述移动管通过管接头38与输胶管相连，输胶管与储胶罐相连。

如图3、4所示，所述夹具包括底板32、顶板34以及连接底板、顶板的立柱13，所述底板和顶板上设置有定位孔30（包括圆形定位孔和腰形定位孔，更方便准确定位）、固定下堵头的条状定位块29以及连接下堵头28的限位块27，夹具的一侧设置有固定平板膜片14的横向定位杆15，所述相邻条状定位块之间相隔至少两个枪杆之间的距离，方便枪杆退出转换下一个工作位。

另外，如图3所示，为了方便机械手自由移动，具体的一种移动结构是所述枪杆末端与套在纵向导轨20上的纵向移动板23相连，所述纵向导轨与套在横向导轨26上的横向移动板24相连，所述横向导轨固定在设置在机架上的辅助架25上，两个方向上的移动分别通过纵向电机21和横向电机22驱动。

优选地，为了保证最好的烘干效果，所述烘干室包括高风段、高温段、冷却段。

所述储胶罐设置在工作面板12上（工作面板中安装有程序电控箱），储胶罐连接有真空泵与计量泵，真空泵与计量泵均设有两个，每个胶罐与一台计量泵相连，两台计量泵的出口均通过混胶器与混胶管相连，储胶罐的外侧缠绕有加热带，混胶阀与枪头相连，通过PLC控制器来控制吐胶速度和混合密封胶的温度。

本发明所述的一种中空平板陶瓷膜片的具体封胶工艺（预处理）：

首先通过自动定厚抛光机床对膜片表面进行上下水平面磨光定厚度，所述自动定厚抛光机床为单面或双面自动平面抛光机，研磨后表面平整度提高，面尺寸和厚度尺寸一致性好，所述研磨后表面平整光滑，不能有明显凸起或凹陷，所述厚度公差在±0.05mm以内。

然后通过自动切割机对截面进行精确尺寸切割，确保长度尺寸一致性良好；所述截面切割机为单头或双头自动切割机，所述切割时人工放置膜片后，按开始按钮，设备自动压紧膜片后进行单头或双头自动切割，所述切割时膜片可以放置一片或多片叠加进行作业，所述切割时需要在切口处使用切割液进行冷却和润滑，防止膜片断裂。所述的截面加工后的中空平板陶瓷膜断面平整、无崩角、无甭边，且两截面平行度≤ 2度，长度公差±0.5mm以内。

再是进行清洗并干燥去除水分是研磨机切削产生研磨液含有油脂类和研磨粉尘类异物，容易造成胶粘性能下降甚至脱胶现象。所述清洗使用浓度在0 -5%的碱性液进行浸泡30分钟，然后用清水刷洗干净，并送入烤箱用60℃-80℃进行1-3小时水分干燥。

最后人工将两端的上下堵头分别插接到中空平板陶瓷膜片的两个切割断面上,需要完全插入到堵头内部安装到夹具上，夹具底座和上盖分别固定堵头，并横向定位杆固定膜片的，所述作业时只需将膜片与横向定位杆的凹槽相接处就能保证与集水槽两端的距离相等，即中空平板陶瓷膜位于集水槽的中间位置。不需要人为去调整膜片与堵头的位置。

所述中空平板陶瓷膜片自动封胶装置系统的封胶机工艺流程如下：

准备工作：

将AB胶分别用泵吸入储胶罐中，盖紧并密封胶罐盖子，开启顶部搅拌泵，搅拌10-20分钟，开启密封罐真空泵，分别除去胶水的氧气泡，根据透镜观察脱泡情况，脱泡时间5-20分钟（根据胶水粘度进行设定）。因采用体积计量必须去泡否则容易出现计量误差。开始使用前要分别测定计量泵挤压出重量，并调试比例到2:1或按照不同的AB胶配比。

胶水温度控制：春冬气温较低时开启胶罐外围的加热装置，使温度恒定在23±2℃；夏秋季节气温较高时，将开启室内空调，将气温控制在23±2℃。为节省电能，分别在2台点胶机械手外围安装一个小型板房将空调安装在其中，减少冷气的扩散，及干燥室温度进入。

人工将两头的堵头分别插接到中空平板陶瓷膜片的两个切割断面上, 需要完全插入到堵头内部安装到夹具上；夹具底座和上盖分别固定堵头，所述堵头放置位置设有长条状定位槽。肉眼确认安装堵头后的膜片高度是否与夹具内部尺寸相同；并用横向定位杆固定膜片，并确认膜片与横向定位杆的凹槽相接处，保证与集水槽两端的距离相等，所述横向定位杆与膜片接触位置用有机材料；即中空平板陶瓷膜位于集水槽的中间位置。每套夹具安装10-15片膜片，也可安装更多膜片或同时安装2排以上膜片，将安装好膜片的夹具放置在传送带的底板上，所述底板上有至少2个定位销与夹具底部定位孔相连进行精确定位。所述夹具定位孔一个为圆形，一个为腰孔，方便安装和取出。所述传送带底板下设有电磁铁和夹具底面铁件相互吸合固定，防止移动时位置发生变化。

点胶过程：

所述的全自动封胶装置系统由机架、程序电控箱、机械手、储胶罐、真空泵、计量泵、混胶阀、枪头支架及自动清洗装置等组成。其中，储胶罐、真空泵与计量泵均设有两个，分别控制AB胶的计量，能够精确的控制输出的密封胶的量；每个胶罐与其中一台计量泵相连，两台计量泵的出口均通过混胶器与混胶管相连，储胶罐的外侧缠绕有加热带，混胶阀与枪头相连，通过PLC控制器来控制吐胶速度和混合密封胶的温度。混胶管的使用能够使双组份的环氧树脂胶在混胶过程中充分混合均匀（静态混合），如胶水粘度过高时也可采用动态混合方式进行混合，所述静态混合是AB胶水靠自身的流动性在混合管中曲线流动混合而这要求胶水具有较好的流动性；所述动态混合是增加外力使AB胶进行搅拌，适用于高粘度胶水。

开启全自动封胶装置系统，传送带将装好膜片的夹具移送到点胶枪头位置，右侧定位装置处于上升位置，接触到夹具后，左端的定位头也同时升起，并底部支撑板顶起，完成左右和上下定位。点胶枪头移动到待胶封的堵头与平板膜片之间的缝隙36上，并沿胶装缝隙移动进行逐一吐胶密封，所述点胶枪头有两个出口，分布在膜片的左右两端，并枪头部位设有两个垂直轴向轴承，所述点胶时轴承面与膜片表面接触移动，带动枪头随膜片位置移动涂胶，有效避免膜片尺寸差异造成涂胶不匀称。所述点胶枪头前端较细，可插入膜片与堵头的缝隙中进行涂胶，通过密封胶自身的重力流淌进入待密封空间中。涂胶完成后左、右及下部支撑复位，夹具自动流到下一工序。所述的涂胶机吐胶流量20-100mL/s，胶的温度为23±2℃，吐胶量为10g/次（根据产品要求调整计量泵）。所述的密封胶为由环氧树脂和多胺类固化剂混合成的双组份AB胶，环氧树脂和多胺类固化剂混合时的质量比为2:1，也可以适用其他类型的胶水和比例。所述胶密度大于1.2kg/m³时计量泵和混胶阀枪头等采用耐磨处理。

烘干过程：

所述烘干设备（烘干室）设置在机械手后方，由传送带进行传送夹具。所述烘干设备分为高风段、高温段、冷却段。所述烘干时间控制是根据涂胶周期倍数设置点位计算（合计时间1-2小时）。

快速烘干原理：AB胶混合后在传送过程中胶水会通过自身质量和流动性向堵头和膜片间隙中心内部流动，达到密封状态。进入高风段，在风机产生高速风力的带动下加速胶水内部固化反应，达到快速定型的目的，时间2-10分钟，温度在25-30℃；所述高温段分为若干小段，前后各有1-2段不安装加热器，作为中间热源的扩散及缓冲带。进入高温段的胶水在高温作用下快速将单头中空平板陶瓷膜与堵头粘接好。所述高温段的加热元件安装在设备左右两边偏下位置，通过风机将热源传送到中央，为减少能源损失，采用内部空气循环，并在外部用耐火保温材料与外界隔绝，时间30-100分钟，温度在60-90℃；最后产品冷却段进行风冷处理，时间2-10分钟，温度在30-40℃；中空平板陶瓷膜和堵头粘结完成，胶水表干定型完成，便于进行下一作业。

所述烘干室每段均设有温度感应器和控制器及加热和循环系统，所述高温段与高风段和冷却段设有自动隔温或保温系统（风幕或机械隔板）

翻转过程：

单头胶封及固化定型后，夹具传送移动到流水线末端在横向传送带上通过翻转装置将夹具180度翻转，将夹具的另一端翻转朝下，进行上堵头31封胶干燥。从而实现两端全自动封胶干燥工艺，全程由设备自动完成，这个过程对设备精装度要求高。所述翻转时使用两个旋转气缸和直线气缸进行配合翻转，所述翻转前先将夹具提升和底板进行分离，然后旋转气缸先后倾斜倒卧在横向传送带上，再由另一套气缸进行翻转提升定位，完成精确翻转。所述翻转也可采用多轴机械手臂进行提升后以中间轴为中心进行直接翻转。所述传送带是两层的，提升后的底板将有下层传送到本段流水线前端进行循环作业。

所述第二端涂胶和干燥与第一端作业方式相同，图中所述流水线呈U形，也可呈一字型等多种形式分布，两条纵向传送带为点胶和干燥程序，中间横向传送带为翻转作业区域。这样布局优点：布局设计合理，作业空间缩小，作业员动作范围缩小，节约了成本、工作时间降低，作业强度降低，达到减少人员的目的。适用于大批量快速连续生产作业，由于采用PLC可编程序控制器进行控制，可实现多机种进行快速切换，并能实时监测生产状况，并可以安装感应器对膜片进行高度和平整度自动检查，也可以在末端安装视觉检查系统，对膜片的表观和胶封状态进行自动识别检查，从而实现全自动标准化作业。

本发明中未记载的电气控制和机械均为现有技术。

Claims (3)

1.中空平板陶瓷膜片自动封胶装置系统，它包括机架（7）、传送带(1)、夹具(3)、自动混胶涂覆机、烘干室（5）和翻转机构（10），所述翻转机构设置在机架中间，机架上依次设置有传送带、自动混胶涂覆机、烘干室，传送带上间隔设置有承载夹具的若干台板（2）以及可使台板左端定位的升降定位头（8），所述自动混胶涂覆机设置在烘干室前端的机架一侧位置，其特征在于：所述自动混胶涂覆机包括可上下左右移动的机械手（9）、输胶管（35）、储胶罐（11），所述机械手包括两根对称设置的枪杆（19），枪杆之间连接有弹簧（33），枪杆前端连接有移动管（37），移动管能随垂直轴向的轴承（17）移动并连接有点胶枪头（16），所述移动管通过管接头（38）与输胶管相连，输胶管与储胶罐相连，所述夹具包括底板（32）、顶板（34）以及连接底板、固定上堵头（31）的顶板，和支撑顶板的立柱（13），所述底板上和顶板上设置有定位孔（30）、固定下堵头（28）的条状定位块（29）以及连接下堵头的限位块（27），夹具的一侧设置有固定平板膜片的横向定位杆（15）。

2.根据权利要求1所述的中空平板陶瓷膜片自动封胶装置系统，其特征在于：所述枪杆（19）末端与套在纵向导轨（20）上的纵向移动板（23）相连，所述纵向导轨与套在横向导轨上（26）的横向移动板（24）相连，所述横向导轨固定在设置在机架上的辅助架（25）上。

3.根据权利要求1所述的中空平板陶瓷膜片自动封胶装置系统，其特征在于：所述烘干室包括高风段、高温段、冷却段。