CN108480102A - 一种光触媒自动喷涂系统及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及光触媒应用技术领域，特别涉及一种光触媒自动喷涂系统及其使用方法其特征在于，其结构中包括：机架，其顶部设有X轴丝杠导轨横梁，所述X轴丝杠导轨横梁首尾分别与两个立柱的顶部相连接，构成龙门式结构；气动喷枪，其通过连接件与喷枪旋转电机相连接；光触媒贮液箱，位于机架的合适位置；压缩机，其与气动喷枪分别通过雾化空气管路和动作控制空气管路相连接；控制系统控制气动喷枪按预定的喷涂路线移动，进行多次均匀喷涂，直到达到涂层厚度要求。本发明还具有以下有益效果：采用了全固态微电脑控制，自带多种接口，方便实现数据采集和控制，整机无运动部件，提高了运行可靠性和生产效率，操作简单，便于大规模工业化应用。
Description
技术领域
本发明涉及光触媒应用技术领域，特别涉及一种光触媒自动喷涂系统及其使用方法。
背景技术
光催化技术是指利用不同光源照射某些触酶物质使之发生催化反应的技术，所以又称之为光触媒技术。能被光催化反应的物质叫光触媒或光催化剂。所谓光触媒指某种在特定波长光的作用下能发生新的化学反应和物质变化并形成新物质，目前应用的触媒主要是二氧化钛，还有氧化锌（Zn0）和二氧化硅（Si02）。光触媒能够具有强烈的催化降解效果，能够有效地降解空气中的有毒气体或有害气体，杀死各种细菌，并分解或解毒由细菌或真菌释放的毒素，目前已在织物纤维、空气净化、消臭、污水处理等领域得到广泛的应用。
随着光触媒的自洁及空气净化等效果在社会上认知越来越广泛，对材料表面进行光触媒喷涂的需求也越来越大，目前普遍是通过人工喷涂实现，其不足之处是：喷涂速度慢，喷涂效率很大程度上依赖于人的喷雾机使用熟练度，对施工人员的素质要求较高，而且由于大多为人工操作，需对材料正反面进行多次喷涂作业，劳动强度大，而且喷涂均匀性不高，影响纳米光触媒的光催化性能。
国内发明201510808626公开了一种光触媒全局域自动化喷涂工艺，喷涂时使用大功率超声波雾化器释放光触媒直至视野模糊，撤出工具，留下鼓风机使空气加速运转，光触媒均匀附着在空间内每一个介质表面后喷涂完成，该发明采用大功率超声波雾化器来实现半自动化的喷涂施工，喷涂均匀，便于光触媒在物体基材表面更好的附着成膜；操作便捷、并极大地缩短喷涂施工时间，实现了半自动化施工，非常适合大面积的施工喷涂场所，但对部分表面喷涂场合不太适用。
国内发明201710302801公开了一种家具环保加工工艺，包括：板材表面清洁，切割及粉尘处理，熏蒸处理，化学清除程序，成品部件的异味清除，干燥及光触媒剂喷涂，成品检验装箱。本发明工艺采用设备均是工厂常用设备，实际操作占地空间小，便于施工；操作人员只需要进行简单培训就能快速掌握，但具体表面喷涂细节未做更多阐述。
发明内容
本发明提供一种光触媒自动喷涂系统及其使用方法，克服现有技术的不足，应用全固态微电脑控制技术、精密导轨框架与喷头相结合组成自动喷涂系统，可适用于多种光触媒应用场合，有利于光触媒技术的推广和应用。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是这样的：
本发明方案之一：一种光触媒自动喷涂系统，其特征在于，其结构中包括：
机架，其顶部设有X轴丝杠导轨横梁，所述X轴丝杠导轨横梁首尾分别与两个立柱的顶部相连接，构成龙门式结构；所述立柱的底部与工作台连接固定；所述X轴丝杠导轨横梁下连接有Y轴丝杠导轨横梁，形成工作台范围内的两维度坐标定位；
气动喷枪，其通过连接件与喷枪旋转电机相连接，所述喷枪旋转电机设置在电机座中，所述电机座设于Y轴丝杠导轨横梁上；
光触媒贮液箱，位于机架的合适位置，其与气动喷枪通过光触媒供液管相连接；
压缩机，其与气动喷枪分别通过雾化空气管路和动作控制空气管路相连接；
控制系统，由全固态微电脑采集喷涂系统的温度、湿度、压力和流量信号，对压缩机的开启和流量输出、涂料泵的开启、气动喷枪的运动轨迹进行控制，实现光触媒液体在工件表面上的自动喷涂。
所述X轴丝杠导轨横梁和Y轴丝杠导轨横梁结构中均包括梁架、导轨、丝杠、滑块螺母和步进电机，所述步进电机位于梁架的一端，电机输出轴与丝杠的头端相连接，所述丝杠的尾端与梁架的另一端相连接，所述滑块螺母设于丝杠上并沿丝杠表面移动。
所述Y轴丝杠导轨横梁上的梁架与所述X轴丝杠导轨横梁上的滑块螺母相连接，所述Y轴丝杠导轨横梁上的导轨与所述X轴丝杠导轨横梁上的梁架通过若干个轴承套相连接，使所述Y轴丝杠导轨横梁能在所述X轴丝杠导轨横梁下方沿X轴方向左右移动。
所述导轨是一根或两根光滑金属杆件。
所述控制系统中，全固态微电脑经信号处理电路与温度传感器、湿度传感器、压力传感器或流量传感器相连接，所述全固态微电脑经泵驱动电路连接涂料泵或隔膜涂料泵，所述全固态微电脑经压缩机变频驱动电路连接压缩机，所述全固态微电脑通过阀驱动电路连接三通电磁阀、空气减压阀一和空气减压阀二，所述全固态微电脑通过步进电机驱动电路连接X轴导轨电机、Y轴导轨电机以及喷枪旋转电机。
所述雾化空气管路和所述动作控制空气管路中分别设有空气减压阀，所述动作控制空气管路的近气动喷枪侧设有三通电磁阀，所述三通电磁阀上设有动作控制空气接口。
所述全固态微电脑连接LCD显示屏、无线键盘和无线鼠标。
所述全固态微电脑连接NB-LOT窄带物联网收发器。
所述全固态微电脑连接WIFI接口、USB接口、RS-485接口中的一种或一种以上。
本发明方案之二：一种光触媒自动喷涂系统的使用方法，其特征在于，其操作步骤如下：
1）自动喷涂前，首先手动调节气动喷枪上的液体宽度调节钮和气量调节钮，使液体宽度在50~100mm，涂层厚度在10~80微米；
2）气动喷枪位置调整，使气动喷枪的液体宽度在前进方向上最宽；
3）自动运行光触媒自动喷涂系统，在控制系统程序驱动下，气动喷枪按预定的喷涂路线移动，进行多次均匀喷涂，直到达到涂层厚度要求，程序结束。
本发明还具有以下有益效果：
1) 本发明采用了全固态微电脑控制，自带多种接口，方便实现数据采集和控制，整机无运动部件，提高了运行可靠性和生产效率，操作简单，便于大规模工业化应用；
2) 本发明采用二维座标的滚珠丝杠导轨精密传动和喷枪旋转定位，均为步进电机驱动，实现数字化智能控制，可使喷头在规定的平面范围内，均匀喷涂，整体结构设计紧凑合理，定位精度高；
3) 喷头可受控旋转，能实现水平和垂直方向喷涂，具有光触媒喷涂均匀、光催化活性高的特点，适用于多种材质喷涂作业，应用范围广；
4) 本发明还设置了NB-LoT窄带物联网单元和配合全固态微电脑一体化wiFi，可以方便实现远程操控。
附图说明
图1是本发明光触媒自动喷涂系统实施例结构示意图；
图2是图1的俯视图；
图3是图1的侧视图；
图4是本发明气动喷枪局部结构示意图；
图5是本发明气动喷枪的空气管路配置图；
图6是本发明控制系统结构框图；
图7是本发明用于光伏板的喷涂路径示意图。
图中：1-工作台、2-加工件、3-右立柱、4-气动喷枪、5-控制箱、6- X轴梁架、7-X向步进电机、8-光触煤储液箱、9-光触煤供液管、10-雾化空气管路、11-连接件、12-喷枪旋转电机、13-Y轴丝杠导轨横梁、14-Y轴梁架、15-动作控制空气管路、16-压缩机、17-左立柱、18-X轴丝杠导轨横梁、19-X向导轨一、20-X向丝杠、21-X向导轨二、22-轴承套一、23-轴承套二、24-Y向导轨二、25-Y向步进电机、26-Y向丝杠、27-Y向导轨一、28-轴承套三、29-X向滑块螺母、30-轴承套四、31-液体宽度调节钮、32-气量调节钮、33-动作控制空气接口、34-喷头固定螺钉、35-Y向滑块螺母、36-电机座。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：
见图1至图3，是本发明一种光触媒自动喷涂系统实施例结构示意图，其机架结构中顶部设有X轴丝杠导轨横梁18，X轴丝杠导轨横梁首尾分别与右立柱2和左立柱17的顶部相连接，构成龙门式结构；立柱的底部与工作台1连接固定；X轴丝杠导轨横梁18下连接有Y轴丝杠导轨横梁13。光触媒贮液箱8位于机架的合适位置，其与气动喷枪通过光触媒供液管9相连接；压缩机16与气动喷枪4分别通过雾化空气管路10和动作控制空气管路15相连接；控制箱5设于一侧立柱上。
实施例中，X轴丝杠导轨横梁18和Y轴丝杠导轨横梁13的导轨均是光滑金属杆形式的双导轨结构。X轴丝杠导轨横梁18中包括X轴梁架6、X向导轨一19、X向丝杠20、X向导轨二21、滑块螺母29和X向步进电机7，X向步进电机7位于X轴梁架6的一端，电机输出轴与X向丝杠20的头端相连接，X向丝杠20的尾端与X轴梁架6的另一端相连接，滑块螺母29设于X向丝杠20上并沿丝杠表面移动。Y轴丝杠导轨横梁13中包括Y轴梁架14、Y向导轨一27、Y向丝杠26、Y向导轨二24和Y向步进电机25，Y向步进电机25位于Y轴梁架14的一端，电机输出轴与Y向丝杠26的头端相连接，Y向丝杠26的尾端与Y轴梁架14的另一端相连接。Y向滑块螺母35设于Y向丝杠26上并沿丝杠表面移动。
Y轴丝杠导轨横梁13上的Y轴梁架14与X轴丝杠导轨横梁18上的X向滑块螺母29相连接，Y轴丝杠导轨横梁13上的导轨与X轴丝杠导轨横梁上的X轴梁架6的几个交叉点分别通过轴承套一22、轴承套二23、轴承套三28和轴承套四30相连接，使Y轴丝杠导轨横梁能在X轴丝杠导轨横梁上沿X轴方向左右移动。
气动喷枪4通过连接件11与喷枪旋转电机12相连接，喷枪旋转电机12设置在电机座36中，电机座36设于Y轴丝杠导轨横梁13的Y向滑块螺母35上，使气动喷枪4能沿Y轴丝杠导轨横梁13前后移动。气动喷枪4在X向步进电机7和Y向步进电机25的带动下，形成工作台范围内的两维度坐标定位，对工作台上的加工件2做自动喷涂作业。
见图4，是本发明气动喷枪局部结构示意图，气动喷枪选用台湾RA-200自动喷枪，喷枪体通过喷头固定螺钉34与连接件11相连接，光触煤供液管9连接枪体的涂料供应端，雾化空气管路10和动作控制空气管路15分别连接枪体的相应进气端，枪体上的动作控制空气接口33连接动作控制空气管路15，通过调节气量调节钮32实现对动作控制空气的调节，实现对喷枪的远程控制，液体宽度调节钮31用于对喷枪喷出涂料的宽度进行调节，以适应不同加工件的喷涂要求。
见图5，是本发明气动喷枪的空气管路配置图，雾化空气管路和动作控制空气管路中分别设有空气减压阀一和空气减压阀二，动作控制空气管路的近气动喷枪侧设有三通电磁阀，三通电磁阀上设有动作控制空气接口，用于实现对动作控制气路的开闭控制。
见图6，是本发明控制系统结构框图，控制系统中，全固态微电脑经信号处理电路（具有信号调理、隔离放大、变换的作用）与温度传感器、湿度传感器、压力传感器或流量传感器相连接，全固态微电脑经泵驱动电路连接涂料泵或隔膜涂料泵，全固态微电脑经压缩机变频驱动电路连接压缩机，全固态微电脑通过阀驱动电路连接三通电磁阀、空气减压阀一和空气减压阀二，全固态微电脑通过步进电机驱动电路连接X轴导轨电机、Y轴导轨电机以及喷枪旋转电机。
全固态微电脑连接LCD显示屏、无线键盘和无线鼠标，用于信息显示和程序、指令的输入和修改。
全固态微电脑连接NB-LOT窄带物联网收发器，能作为物联网络的一个终端，实现全网设备信息的发送和接收。
全固态微电脑连接WIFI接品、USB接口、RS-485接口中的一种或一种以上，有利于实现远程数据的通讯。
全固态微电脑采集喷涂系统的温度、湿度、压力和流量信号，对压缩机的开启和流量输出、涂料泵的开启、气动喷枪的运动轨迹进行控制，实现光触媒液体在工件表面上的自动喷涂。
以光触媒在光伏板上的应用为例，可以减少光伏板表面积灰和污染物遮挡，或称“自清洁”，光伏板上喷涂光触媒后，纳米级二氧化钛附着于光伏板表面，能自动分解光伏板表面附着的有机物，最终实现减少附着物的除尘功效，对于热电联合型光伏板，开路电压可提高2~5%，从而提高了发电效率。
光伏板的喷涂路径见图7。本发明光触媒自动喷涂系统的使用方法，其操作步骤如下：1）自动喷涂前，首先手动调节气动喷枪上的液体宽度调节钮和气量调节钮，使液体宽度在60-80mm，涂层厚度在25-45微米；2）气动喷枪位置调整，使气动喷枪的液体宽度在前进方向上最宽；3）自动运行光触媒自动喷涂系统，在控制系统程序驱动下，路径先沿X轴方向曲折连续进行，然后旋转气动喷枪90°，再沿Y轴方向曲折连续进行，直到将全部光伏板表面全覆盖，即完成单面光伏板上的自动光触媒喷涂作业。该程序相当于在光伏板上喷涂两遍，涂层厚度50-90微米，基本可以保证喷涂的均匀性。
当然，上述说明并非是对本发明的实质范围的限值，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的人员在本发明的实质范围内所作出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种光触媒自动喷涂系统，其特征在于，其结构中包括：
机架，其顶部设有X轴丝杠导轨横梁，所述X轴丝杠导轨横梁首尾分别与两个立柱的顶部相连接，构成龙门式结构；所述立柱的底部与工作台连接固定；所述X轴丝杠导轨横梁下连接有Y轴丝杠导轨横梁，形成工作台范围内的两维度坐标定位；
气动喷枪，其通过连接件与喷枪旋转电机相连接，所述喷枪旋转电机设置在电机座中，所述电机座设于Y轴丝杠导轨横梁上；
光触媒贮液箱，位于机架的合适位置，其与气动喷枪通过光触媒供液管相连接；
压缩机，其与气动喷枪分别通过雾化空气管路和动作控制空气管路相连接；
控制系统，由全固态微电脑采集喷涂系统的温度、湿度、压力和流量信号，对压缩机的开启和流量输出、涂料泵的开启、气动喷枪的运动轨迹进行控制，实现光触媒液体在工件表面上的自动喷涂。
2.根据权利要求1所述的一种光触媒自动喷涂系统，其特征在于，所述X轴丝杠导轨横梁和Y轴丝杠导轨横梁结构中均包括梁架、导轨、丝杠、滑块螺母和步进电机，所述步进电机位于梁架的一端，电机输出轴与丝杠的头端相连接，所述丝杠的尾端与梁架的另一端相连接，所述滑块螺母设于丝杠上并沿丝杠表面移动。
3.根据权利要求2所述的一种光触媒自动喷涂系统，其特征在于，所述Y轴丝杠导轨横梁上的梁架与所述X轴丝杠导轨横梁上的滑块螺母相连接，所述Y轴丝杠导轨横梁上的导轨与所述X轴丝杠导轨横梁上的梁架通过若干个轴承套相连接，使所述Y轴丝杠导轨横梁能在所述X轴丝杠导轨横梁下方沿X轴方向左右移动。
4.根据权利要求2所述的一种光触媒自动喷涂系统，其特征在于，所述导轨是一根或两根光滑金属杆件。
5.根据权利要求1所述的一种光触媒自动喷涂系统，其特征在于，所述控制系统中，全固态微电脑经信号处理电路与温度传感器、湿度传感器、压力传感器或流量传感器相连接，所述全固态微电脑经泵驱动电路连接涂料泵或隔膜涂料泵，所述全固态微电脑经压缩机变频驱动电路连接压缩机，所述全固态微电脑通过阀驱动电路连接三通电磁阀、空气减压阀一和空气减压阀二，所述全固态微电脑通过步进电机驱动电路连接X轴导轨电机、Y轴导轨电机以及喷枪旋转电机。
6.根据权利要求1所述的一种光触媒自动喷涂系统，其特征在于，所述雾化空气管路和所述动作控制空气管路中分别设有空气减压阀，所述动作控制空气管路的近气动喷枪侧设有三通电磁阀，所述三通电磁阀上设有动作控制空气接口。
7.根据权利要求5所述的一种光触媒自动喷涂系统，其特征在于，所述全固态微电脑连接LCD显示屏、无线键盘和无线鼠标。
8.根据权利要求5所述的一种光触媒自动喷涂系统，其特征在于，所述全固态微电脑连接NB-LOT窄带物联网收发器。
9.根据权利要求5所述的一种光触媒自动喷涂系统，其特征在于，所述全固态微电脑连接WIFI接口、USB接口、RS-485接口中的一种或一种以上。
10.一种光触媒自动喷涂系统的使用方法，其特征在于，其操作步骤如下：
1）自动喷涂前，首先手动调节气动喷枪上的液体宽度调节钮和气量调节钮，使液体宽度在50~100mm，涂层厚度在10~80微米；
2）气动喷枪位置调整，使气动喷枪的液体宽度在前进方向上最宽；
3）自动运行光触媒自动喷涂系统，在控制系统程序驱动下，气动喷枪按预定的喷涂路线移动，进行多次均匀喷涂，直到达到涂层厚度要求，程序结束。
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