CN107737698A - 激光透射焊接吸收层的自动均匀上漆装置及其方法 - Google Patents

激光透射焊接吸收层的自动均匀上漆装置及其方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了激光透射焊接吸收层的自动均匀上漆装置及其方法，该装置包括上漆系统、烘干系统、下料系统和控制系统；所述的上漆系统包括工作平台、双启动按钮、支撑板、限位块、螺杆电机、电机安装板、支撑仿行块、上漆装置；所述的烘干系统包括红外灯、软管和支撑座；所述的下料系统包括气缸、斜面导槽和收料盒；控制系统包括计算机、X轴模组、Y轴模组、Z轴模组、点胶机、开关电源。本发明方法利用点胶机调节点胶阀的流量大小，控制针头毛刷在上漆过程中黑漆的流量，并采用多次上漆的方式控制黑漆厚度和均匀性，利用红外灯对黑漆进行快速烘干，利用气缸实现塑料板的自动下料，而且该装置可同时对两块塑料板进行上漆操作，大大提高效率。

Description

激光透射焊接吸收层的自动均匀上漆装置及其方法
技术领域
本发明属于激光透射焊接领域，特别是涉及用于热塑性塑料板表面吸收层的自动均匀上漆装置及其方法。
背景技术
热塑性聚合物及其复合材料具有成品质量轻、物理特性优良、成本低廉、节能抗震等优点，在工业中的应用也越来越广泛。而在实际工业应用中，由于注塑、挤出加工工艺等方面原因，很多形状和结构复杂的塑料产品不能一次成型，需要对其进行连接。相比于一些传统的聚合物连接方法，激光透射连接以其高效、可靠、快捷、美观等优点，现已成为热塑性聚合物之间最具潜力的新型连接方法，并在汽车行业、电子器件封装、医疗器械等领域得到了广泛的应用。
然而，激光透射焊接对于塑料具有一定的要求，上层塑料必须为透光性聚合物，下层塑料为吸光性聚合物或者在其表面涂抹黑漆以达到吸收激光能量的效果。由于在实际的工业应用中，无法保证下层塑料为吸光性聚合物，有时需要连接的两块塑料均为透光性聚合物，这时就需要在下层塑料表面涂抹黑漆作为吸收层，以吸收激光能量并转化为热能。而在激光透射焊接过程中，下层塑料表面涂抹的黑漆的厚度以及黑漆是否均匀往往会对塑料的焊接质量产生重要的影响，这将会影响到焊接件的连接强度、美观性等。
目前，喷漆方式主要是人工喷漆和机器喷漆两种。对于人工喷漆来说，不仅效率低、对人体健康产生一定的影响，而且无法保证喷漆的厚度以及均匀性。对于机器喷漆来说，无法精确保证喷漆的质量，而且也缺少自动烘干的设备。这就需要一种既能保证喷漆的厚度和均匀性，又能自动烘干、减少生产周期、增大生产效率的自动均匀上漆装置及其方法。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了激光透射焊接吸收层的自动均匀上漆装置及其方法，两个上漆装置和两组限位块均对称分布，可以同时对两块塑料板进行上漆操作，大大提高了板件的上漆效率。本发明利用点胶机调节点胶阀的流量大小，控制针头毛刷在上漆过程中黑漆的流量，利用红外灯对上漆过程进行烘干，通过开关电源调节红外灯合适的功率大小，以达到快速烘干的效果，当上漆过程结束后，利用气缸、螺杆电机和限位块的协调配合，可以实现上漆塑料板的自动下料。本发明采用多次上漆的方式控制塑料板上漆的厚度和均匀性，保证上漆的质量。
本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。
激光透射焊接吸收层的自动均匀上漆装置，包括上漆系统、烘干系统、下料系统和控制系统；
所述上漆系统包括工作平台、双启动按钮、支撑板、限位块、螺杆电机、电机安装板、支撑仿行块和上漆装置；
所述双启动按钮安装在工作平台上；所述支撑板通过螺丝紧固在工作平台上，支撑板和工作平台相应位置处开有五个通槽，该五个通槽包括四个L形通槽和一个大通槽；其中，四个L形通槽内安装限位块；所述限位块在螺杆电机的带动下，可以沿L形通槽上下移动；
所述上漆装置包括Z轴连接板、胶筒固定板、胶筒安装座、点胶阀、胶筒锁紧座、锁紧螺丝、针头毛刷、空气压缩机和压力桶；所述Z轴连接板通过螺丝固定在Z轴模组上；Z轴连接板上左右对称设置有胶筒固定板；所述胶筒固定板上安装有胶筒安装座；所述胶筒安装座上通过胶筒锁紧座和锁紧螺丝安装有点胶阀，点胶阀下端设置有针头毛刷，点胶阀上端通过管道与压力桶和空气压缩机相连通；所述Z轴模组通过导轨安装在Y轴模组上，Y轴模组通过导轨安装在左右对称分布的X轴模组上，X轴模组设置在工作平台上；
所述烘干系统包括红外灯、软管和支撑座；所述支撑座通过螺丝安装在工作平台上；所述的红外灯通过软管固定在支撑座上，并与开关电源相连接；
所述下料系统包括气缸、斜面导槽、收料盒；所述气缸左右对称的安装在工作平台上，且气缸工作时，将支撑板上的塑料板推到支撑板的大通槽处，使得塑料板进入到收料盒内；
所述控制系统包括计算机、点胶机和开关电源；所述计算机与X轴模组、Y轴模组和Z轴模组连接在一起，通过计算机控制X轴模组、Y轴模组和Z轴模组可以实现上漆装置在上漆过程中的工作行程；所述计算机与电机控制器连接在一起，用于控制螺杆电机的转动，进而带动限位块沿着支撑板和工作平台的L形通槽处上下移动；所述点胶机与点胶阀连接在一起，用于控制点胶阀出口的黑漆流量大小；所述开关电源带有电压调节旋钮，并与红外灯连接在一起，通过电压调节旋钮控制红外灯的功率大小，控制黑漆的烘干速度。
进一步的，所述螺杆电机固定在电机安装板上，并通过支撑仿行块与限位块相连接，用以控制限位块的上下移动。
进一步的，所述支撑板和工作平台的大通槽处安装有斜面导槽；斜面导槽的下方安装有收料盒。
进一步的，所述限位块两两相对安装。
进一步的，所述螺杆电机置于支撑板的下方。
基于激光透射焊接吸收层的自动均匀上漆装置的方法，具体包括如下步骤：
S1、接通电源，打开所有设备；
S2、通过计算机控制螺杆电机转动，进而带动限位块升起，以固定待上漆塑料板的位置，将两块需要上漆的塑料板对称放到两组限位块之间，由于两块塑料板和两个上漆装置均对称分布，因此可以同时进行两块塑料板的上漆操作；
S3、将黑漆装入压力桶之中，打开空气压缩机，利用空气压缩机提供的气压将压力桶中的黑漆输送到点胶阀中；打开开关电源，通过调节开关电源的电压调节旋钮，控制红外灯合适的功率大小，对刚涂抹到塑料板上的黑漆进行快速烘干；
S4、通过点胶机控制点胶阀出口的黑漆流量大小，并将流量调节到合适的大小，保证每次上漆只涂抹薄薄的一层黑漆；
S5、启动双启动按钮，此时计算机控制X轴模组、Y轴模组和Z轴模组运动，带动上漆装置按照预定的轨迹在塑料板的特定位置上进行上漆操作，当完成第一次上漆后，由于烘干系统的存在，可以保证第一层黑漆能够快速烘干，此时根据激光透射焊接对于吸收层厚度的要求，计算上漆次数，对塑料板的相同位置处进行多次上漆，直到塑料板上的黑漆厚度达到预定的要求时，上漆过程结束；
S6、当上漆过程结束后，计算机控制X轴模组、Y轴模组和Z轴模组运动，控制上漆装置回到起始位置并关闭点胶机；
S7、此时计算机控制螺杆电机转动，带动限位块向下移动，卸载限位块对塑料板的固定作用，并控制气缸的活塞杆伸出，将上漆后的塑料板推到斜面导槽处，塑料板会沿着斜面导槽到达收料盒内，气缸的活塞杆收回，塑料板自动下料，整个上漆过程完成，进行下一个上漆周期。
本发明的有益效果是：
本发明中利用点胶机调节点胶阀的流量大小，控制针头毛刷在上漆过程中黑漆的流量，对同一塑料板进行多次上漆，保证了塑料板上漆的厚度、均匀性和质量；利用开关电源调节红外灯合适的功率大小，对塑料板上漆过程进行快速烘干；利用气缸、螺杆电机和限位块的配合实现上漆后的塑料板的自动下料过程，节省人力；而且本发明中，对称分布有两组上漆装置，可以同时对两块塑料板进行上漆，大大提高了塑料板的上漆效率。
附图说明
图1是本发明激光透射焊接吸收层的自动均匀上漆装置的三维结构示意图；
图2是本发明中支撑板的三维结构示意图；
图3是本发明中螺杆电机和限位块的三维连接示意图；
图4是本发明中上漆装置的三维结构示意图。
附图标记如下：
1-X轴模组；2-Y轴模组；3-Z轴模组；4-点胶阀；5-红外灯；6-软管；7-支撑座；8-开关电源；9-塑料板；10-支撑板；11-工作平台；12-双启动按钮；13-斜面导槽；14-收料盒；15-压力桶；16-空气压缩机；17-点胶机；18-限位块；19-气缸；20-针头毛刷；21-螺杆电机；22-电机安装板；23-支撑仿行块；24-胶筒固定板；25-胶筒安装座；26-胶筒锁紧座；27-锁紧螺丝；28-Z轴连接板。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。
结合附图1所示，本发明所述的激光透射焊接吸收层的自动均匀上漆装置，包括上漆系统、烘干系统、下料系统和控制系统；
所述的上漆系统包括工作平台11、双启动按钮12、支撑板10、限位块18、螺杆电机21、电机安装板22、支撑仿行块23、上漆装置；所述的双启动按钮12安装在工作平台11上；
如图2所示，所述的支撑板10上开有五个通槽，其中四个L形通槽用来保证限位块18可以上下移动，另一个大通槽作为塑料板9的下料通道，支撑板10通过螺丝紧固在工作平台11上；所述的限位块18两两一组，两组限位块对称分布在支撑板10上；
如图3所示，所述的螺杆电机21固定在电机安装板22上，并通过支撑仿行块23与限位块18相连接，用以带动限位块18的上下移动；
如图4所示，所述的上漆装置包括Z轴连接板28、胶筒固定板24、胶筒安装座25、点胶阀4、胶筒锁紧座26、锁紧螺丝27、针头毛刷20、空气压缩机16和压力桶15；所述的Z轴连接板28通过螺丝固定在Z轴模组3上；所述的胶筒固定板24通过螺丝固定在Z轴连接板28上；所述的胶筒安装座25通过螺丝固定在胶筒固定板24上，并通过胶筒锁紧座26和锁紧螺丝27将点胶阀4固定在胶筒固定板24上；所述的针头毛刷20与点胶阀4连接在一起，用于黑漆的喷抹；所述的上漆装置关于Z轴模组3对称安装有两个；所述的压力桶15中装有黑漆，并与空气压缩机16、点胶阀4通过管道连接在一起；
所述的下料系统包括气缸19、斜面导槽13、收料盒14；所述的气缸19安装在工作平台11上；所述的斜面导槽13安装在支撑板10和工作平台11的大通槽处，在斜面导槽13的下方安装有收料盒14；
所述的烘干系统包括红外灯5、软管6和支撑座7；所述的支撑座7通过螺丝安装在工作平台11上；所述的红外灯5通过软管6固定在支撑座7上，并与开关电源8相连接；
所述的控制系统包括计算机、X轴模组1、Y轴模组2、Z轴模组3、点胶机17、开关电源8；所述的计算机与X轴模组1、Y轴模组2和Z轴模组3连接在一起，通过计算机控制X轴模组1、Y轴模组2和Z轴模组3可以实现上漆装置在上漆过程中的特定工作行程；所述的计算机与电机控制器连接在一起，用于控制螺杆电机21的运动，进而带动限位块18沿着支撑板10和工作平台11的L形通槽处上下移动；所述的点胶机17与点胶阀4连接在一起，用于控制点胶阀4出口的黑漆流量大小；所述的开关电源8带有电压调节旋钮，并与红外灯5连接在一起，通过电压调节旋钮控制红外灯5的功率大小，控制黑漆的烘干速度；
本发明中激光透射焊接吸收层的自动均匀上漆装置及其方法，具体包括如下步骤：
S1、接通电源，打开所有设备；
S2、通过计算机控制螺杆电机21转动，进而带动限位块18升起，以固定待上漆塑料板9的位置，将两块需要上漆的塑料板9对称放到两组限位块18之间，由于两块塑料板9和两个上漆装置均对称分布，可以同时进行两块塑料板9的上漆操作；
S3、将黑漆装入压力桶15之中，打开空气压缩机16，利用空气压缩机16提供的气压将压力桶15中的黑漆输送到点胶阀4中；打开开关电源8，通过调节开关电源8的电压调节旋钮，控制红外灯5合适的功率大小，对刚涂抹到塑料板9上的黑漆进行快速烘干；
S4、通过点胶机17控制点胶阀4出口的黑漆流量大小，并将流量调节到合适的大小，保证每次上漆只涂抹薄薄的一层黑漆；
S5、启动双启动按钮12，此时计算机控制X轴模组1、Y轴模组2和Z轴模组3运动，带动上漆装置按照预定的轨迹在塑料板9的特定位置上进行上漆操作，当完成第一次上漆后，由于烘干系统的存在，可以保证第一层黑漆能够快速烘干，此时根据激光透射焊接对于吸收层厚度的要求，计算上漆次数，对塑料板9的相同位置处进行多次上漆，直到塑料板9上的黑漆厚度达到预定的要求时，上漆过程结束；
S6、当上漆过程结束后，计算机控制X轴模组1、Y轴模组2和Z轴模组3运动，控制上漆装置回到起始位置并关闭点胶机17；
S7、此时计算机控制螺杆电机21转动，带动限位块18向下移动，卸载限位块18对塑料板9的固定作用，并控制气缸19的活塞杆伸出，将上漆后的塑料板9推到斜面导槽13处，塑料板9会沿着斜面导槽13到达收料盒14内，气缸19的活塞杆收回，塑料板9自动下料，整个上漆过程完成，进行下一个上漆周期。
所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.激光透射焊接吸收层的自动均匀上漆装置，其特征在于，包括上漆系统、烘干系统、下料系统和控制系统；
所述上漆系统包括工作平台(11)、双启动按钮(12)、支撑板(10)、限位块(18)、螺杆电机(21)、电机安装板(22)、支撑仿行块(23)和上漆装置；
所述双启动按钮(12)安装在工作平台(11)上；所述支撑板(10)通过螺丝紧固在工作平台(11)上，支撑板(10)和工作平台(11)相应位置处开有五个通槽，该五个通槽包括四个L形通槽和一个大通槽；其中，四个L形通槽内安装限位块(18)；所述限位块(18)在螺杆电机(21)的带动下，可以沿L形通槽上下移动；
所述上漆装置包括Z轴连接板(28)、胶筒固定板(24)、胶筒安装座(25)、点胶阀(4)、胶筒锁紧座(26)、锁紧螺丝(27)、针头毛刷(20)、空气压缩机(16)和压力桶(15)；所述Z轴连接板(28)通过螺丝固定在Z轴模组(3)上；Z轴连接板(28)上左右对称设置有胶筒固定板(24)；所述胶筒固定板(24)上安装有胶筒安装座(25)；所述胶筒安装座(25)上通过胶筒锁紧座(26)和锁紧螺丝(27)安装有点胶阀(4)，点胶阀(4)下端设置有针头毛刷(20)，点胶阀(4)上端通过管道与压力桶(15)和空气压缩机(16)相连通；所述Z轴模组(3)通过导轨安装在Y轴模组(2)上，Y轴模组(2)通过导轨安装在左右对称分布的X轴模组(1)上，X轴模组(1)设置在工作平台(11)上；
所述烘干系统包括红外灯(5)、软管(6)和支撑座(7)；所述支撑座(7)通过螺丝安装在工作平台(11)上；所述的红外灯(5)通过软管(6)固定在支撑座(7)上，并与开关电源(8)相连接；
所述下料系统包括气缸(19)、斜面导槽(13)、收料盒(14)；所述气缸(19)左右对称的安装在工作平台(11)上，且气缸(19)工作时，将支撑板(10)上的塑料板(9)推到支撑板(10)的大通槽处，使得塑料板(9)进入到收料盒(14)内；
所述控制系统包括计算机、点胶机(17)和开关电源(8)；所述计算机与X轴模组(1)、Y轴模组(2)和Z轴模组(3)连接在一起，通过计算机控制X轴模组(1)、Y轴模组(2)和Z轴模组(3)可以实现上漆装置在上漆过程中的工作行程；所述计算机与电机控制器连接在一起，用于控制螺杆电机(21)的转动，进而带动限位块(18)沿着支撑板(10)和工作平台(11)的L形通槽处上下移动；所述点胶机(17)与点胶阀(4)连接在一起，用于控制点胶阀(4)出口的黑漆流量大小；所述开关电源(8)带有电压调节旋钮，并与红外灯(5)连接在一起，通过电压调节旋钮控制红外灯(5)的功率大小，控制黑漆的烘干速度。
2.根据权利要求1所述的激光透射焊接吸收层的自动均匀上漆装置，其特征在于，所述螺杆电机(21)固定在电机安装板(22)上，并通过支撑仿行块(23)与限位块(18)相连接，用以控制限位块(18)的上下移动。
3.根据权利要求1所述的激光透射焊接吸收层的自动均匀上漆装置，其特征在于，所述支撑板(10)和工作平台(11)的大通槽处安装有斜面导槽(13)；斜面导槽(13)的下方安装有收料盒(14)。
4.根据权利要求1所述的激光透射焊接吸收层的自动均匀上漆装置，其特征在于，所述限位块(18)两两相对安装。
5.根据权利要求1所述的激光透射焊接吸收层的自动均匀上漆装置，其特征在于，所述螺杆电机(21)置于支撑板(10)的下方。
6.根据权利要求1所述的基于激光透射焊接吸收层的自动均匀上漆装置的方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
S1、接通电源，打开所有设备；
S2、通过计算机控制螺杆电机(21)转动，进而带动限位块(18)升起，以固定待上漆塑料板(9)的位置，将两块需要上漆的塑料板(9)对称放到两组限位块(18)之间，由于两块塑料板(9)和两个上漆装置均对称分布，因此可以同时进行两块塑料板(9)的上漆操作；
S3、将黑漆装入压力桶(15)之中，打开空气压缩机(16)，利用空气压缩机(16)提供的气压将压力桶(15)中的黑漆输送到点胶阀(4)中；打开开关电源(8)，通过调节开关电源(8)的电压调节旋钮，控制红外灯(5)合适的功率大小，对刚涂抹到塑料板(9)上的黑漆进行快速烘干；
S4、通过点胶机(17)控制点胶阀(4)出口的黑漆流量大小，并将流量调节到合适的大小，保证每次上漆只涂抹薄薄的一层黑漆；
S5、启动双启动按钮(12)，此时计算机控制X轴模组(1)、Y轴模组(2)和Z轴模组(3)运动，带动上漆装置按照预定的轨迹在塑料板(9)的特定位置上进行上漆操作，当完成第一次上漆后，由于烘干系统的存在，可以保证第一层黑漆能够快速烘干，此时根据激光透射焊接对于吸收层厚度的要求，计算上漆次数，对塑料板(9)的相同位置处进行多次上漆，直到塑料板(9)上的黑漆厚度达到预定的要求时，上漆过程结束；
S6、当上漆过程结束后，计算机控制X轴模组(1)、Y轴模组(2)和Z轴模组(3)运动，控制上漆装置回到起始位置并关闭点胶机(17)；
S7、此时计算机控制螺杆电机(21)转动，带动限位块(18)向下移动，卸载限位块(18)对塑料板(9)的固定作用，并控制气缸(19)的活塞杆伸出，将上漆后的塑料板(9)推到斜面导槽(13)处，塑料板(9)会沿着斜面导槽(13)到达收料盒(14)内，气缸(19)的活塞杆收回，塑料板(9)自动下料，整个上漆过程完成，进行下一个上漆周期。
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