CN109759285B - 一种筒体内壁涂层自动刮涂系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种筒体内壁涂层自动刮涂系统及方法，属于刮涂料技术领域。所述系统包括送料单元、刮涂料单元、旋转装置和控制单元，旋转装置用于安装待刮涂的筒体，以使筒体在刮涂时沿中心线转动，刮涂料单元包括刀杆、刮刀、测距装置和位移调整组件，刀杆第一端位于筒体内，第二端固定在位移调整组件上，刮刀和测距装置安装在刀杆的第一端，且刮刀的刀口与筒体的中心线平行且位于同一平面内，测距装置用于在刮涂时实时测量刮刀与筒体内侧壁的相对距离，送料单元用于在刮涂时向刮刀的刀口处输送涂料，控制单元用于根据相对距离控制位移调整组件运动，以使刮刀与筒体内侧壁的相对距离在预设范围内。本发明实现对筒体内壁进行高效率、高精度的自动均匀涂刷。

Description

一种筒体内壁涂层自动刮涂系统及方法

技术领域

本发明涉及刮涂料技术领域，尤其涉及一种用于对筒体内壁自动进行刮涂涂层的系统及方法。

背景技术

根据实际使用环境和使用条件的需要，通常在工件表面涂覆用于提高工件性能或者对工件起到保护作用的涂层，而根据涂层所要实现的作用的不同，可采用不同性能的涂料。

目前，对于涂料的涂覆方法主要分为人工涂刷和机械式涂刷。人工涂刷的方式虽然涂刷较为灵活，可对不同形式的待涂刷面进行涂刷，然而人工涂刷的涂刷效率较低，并且人工成本也较高；目前，机械式的涂刷通常是通过滚筒式涂刷机和刷片式涂刷机实现的。通常的涂刷过程是将涂料滚筒或者刷片设置在待刮涂料的平板工件上方，通过工件的待涂刷面平行移动而涂料滚筒或者刷片固定的方式进行涂刷料，又或者是涂料滚筒或者刷片在待涂刷面上移动涂刷，而待涂刷面固定不动。

然而，不管是采用何种的涂刷方式，目前机械式的涂刷主要针对的还是待涂刷面为平面的工件，其很难对曲面进行有效的涂刷。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提出一种筒体内壁涂层自动刮涂系统及方法，实现对筒体内壁进行高效率、高精度的自动均匀涂刷。

为实现上述发明目的，本发明提供如下技术方案：

一种筒体内壁涂层自动刮涂系统，包括送料单元、刮涂料单元、旋转装置和控制单元，所述旋转装置用于安装待刮涂的筒体，以使所述筒体在刮涂时沿中心线转动，所述刮涂料单元包括刀杆、刮刀、测距装置和位移调整组件，所述刀杆第一端位于所述筒体内，第二端固定在所述位移调整组件上，所述刮刀和所述测距装置安装在所述刀杆的第一端，且所述刮刀的刀口与所述筒体的中心线平行且位于同一平面内，所述测距装置用于在刮涂时实时测量所述刮刀与所述筒体内侧壁的相对距离，所述送料单元用于在刮涂时向所述刮刀的刀口处输送涂料，所述控制单元用于根据所述相对距离控制所述位移调整组件运动，以使所述刮刀与所述筒体内侧壁的相对距离在预设范围内。

在一可选实施例中，所述位移调整组件包括拖板和溜板，所述刀杆第二端固定在所述拖板上，所述拖板设置在所述溜板的导轨上，并沿垂直于所述刀杆轴线方向相对运动，所述溜板沿平行于所述刀杆轴线方向相对运动。

在一可选实施例中，所述控制单元还用于控制所述位移调整组件以预设速度向靠近或远离所述筒体底部的方向运动。

在一可选实施例中，所述刮刀包括第一刀口和第二刀口，所述第一刀口与所述筒体的中心线平行，所述第二刀口的形状与所述筒体的筒底形状匹配并与所述筒底平行，当刮涂所述筒体底部时，所述送料单元用于向所述刮刀的第二刀口输送涂料，当刮涂所述筒体内侧壁时，所述送料单元用于向所述第一刀口处输送涂料。

在一可选实施例中，所述测距装置为激光测距仪。在一可选实施例中，所述涂料为流性胶料。

在一可选实施例中，所述送料单元包括送胶料机和送料管，所述送料管一端与所述送胶料机连接，另一端与所述刮刀连接。

在一可选实施例中，所述送料管上设有送料调节装置，用于对送料管的送料流量进行调节。

在一可选实施例中，所述控制单元还用于控制所述送料单元的开启、关闭和/或送料流量。

一种筒体内壁涂层自动刮涂方法，采用上述的系统进行刮涂，当监测到自动刮涂指令后，所述控制单元控制旋转装置带动所述筒体沿中心线转动，并控制所述送料单元向所述刮刀的刀口处输送涂料，根据所述相对距离控制所述位移调整组件运动，以使所述刮刀与所述筒体内侧壁的相对距离在预设范围内。

本发明的具有如下有益效果：

本发明所提供的一种筒体内壁涂层自动刮涂系统，通过控制待刮涂的筒体转动，使位于筒体内的刮刀在筒体内侧壁上刮涂涂料，通过监测刮刀和筒体内侧壁的相对距离，并根据监测到的实时相对距离调整刮刀位置确保所刮涂层的厚度可控，从而实现对筒体内壁进行高效率、高精度的自动均匀涂刷。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种筒体内壁涂层自动刮涂系统的剖视结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种筒体内壁涂层自动刮涂系统的俯视图；

图3为本发明实施例提供的一种刮刀结构示意图。

其中：1、刀杆，2、刮刀，3、安装座，4、机床拖板，5、导轨，6、溜板，7、橡胶筒体，21、第一刀口，22、第二刀口。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明，但本发明的保护范围并不局限于此，应包括权利要求的全部范围，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，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员的公知技术。

如图1和2所示，本发明实施例提供了一种筒体内壁涂层自动刮涂系统，包括送料单元、刮涂料单元、旋转装置和控制单元，所述旋转装置(图中未示出)用于安装待刮涂的筒体7，以使所述筒体7在刮涂时沿中心线转动，所述刮涂料单元包括刀杆1、刮刀2、测距装置(与刮刀2并排设置)和位移调整组件，所述刀杆1第一端位于所述筒体7内，第二端固定在所述位移调整组件上，所述刮刀2和所述测距装置安装在所述刀杆的第一端，且所述刮刀2的刀口与所述筒体7的中心线平行且位于同一平面内，所述送料单元用于在刮涂时向所述刮刀2的刀口处输送涂料，所述测距装置用于在刮涂时实时测量所述刮刀2与所述筒体7内侧壁的相对距离，所述控制单元用于根据所述相对距离控制所述位移调整组件运动，以使所述刮刀2与所述筒体7内侧壁的相对距离在预设范围内。

本发明实施例中，待刮涂的筒体可以为橡胶、复合材料、金属材料等制成的至少一端开口的圆筒状结构；所述相对距离为刮刀与筒体内侧壁的间隙，该间隙优选0.1mm～1.0mm。

本发明所提供的一种筒体内壁涂层自动刮涂系统，通过控制待刮涂的筒体转动，使位于筒体内的刮刀在筒体内侧壁上刮涂涂料，通过监测刮刀和筒体内侧壁的相对距离，并根据监测到的实时相对距离调整刮刀位置确保所刮涂层的厚度可控，从而实现对筒体内壁进行高效率、高精度的自动均匀涂刷。

在一可选实施例中，所述位移调整组件包括安装座3、拖板4和溜板6，所述刀杆1第二端通过安装座3固定在所述拖板4上，所述拖板4设置在所述溜板6的导轨5上，并沿垂直于所述刀杆1轴线方向相对运动，以调整刮刀与筒体内侧壁的相对距离，所述溜板6沿平行于所述刀杆1轴线方向相对运动。该位移调整组件既能调整刮刀与筒体内侧壁的相对距离又能确保刮刀沿筒体中心线方向直线进给。

在一可选实施例中，所述控制单元还用于控制所述溜板6以预设速度向靠近或远离所述筒体底部的方向运动，以实现筒身较长筒体的自动涂刷。

如图3所示，在一可选实施例中，所述刮刀2包括第一刀口21和第二刀口22，所述第一刀口21与所述筒体7的中心线平行，所述第二刀口22的形状与所述筒体7的筒底形状匹配并与所述筒底平行，当刮涂所述筒体7的底部时，所述送料单元用于向所述刮刀的第二刀口22处输送涂料，当刮涂筒体7内侧壁时，向第一刀口21处输送涂料。所述的匹配，例如，筒体7的筒底为弧形面，则第二刀口为弧线形刀口，筒体7的筒底为平面，则第二刀口为直线形刀口。该刮刀结构实现了对不同形状筒底的自动刮涂。

在一可选实施例中，所述测距装置为激光测距仪，优选高速激光测距仪，该装置实时监测结构反馈给控制单元后，控制单元可以通过直线电机等快速调整刮刀位置，使刮刀和橡胶筒体内壁的间隙在刮涂过程中始终保持一致，从而实现涂层厚度的高可控和高精度性。

在一可选实施例中，所述涂料为流性胶料。在一具体实施例中，所述涂料为粘度为150Pa·s～450Pa·s的高粘度流性胶料，刮涂时，筒体转速为30r/min～60r/min、刮刀与筒体内侧壁间隙为0.1mm～0.2mm、送料速度为1.0mm/min～4.0mm/min时，既能确保涂料在内侧壁上均匀成型，又避免离心力将涂料甩开，进一步保证了涂层的一致性。

在一可选实施例中，所述送料单元包括送胶料机和送料管，所述送料管一端与所述送胶料机连接，另一端与所述刮刀2连接。

在一可选实施例中，所述送料管上设有送料调节装置，用于对送料管的送料流量进行调节。所述送料调节装置可以为调节阀门，进一步优选的，可以为具有流量调节功能的电磁阀。

在一可选实施例中，所述控制单元还用于控制所述送料单元的开启、关闭和/或送料流量，，从而实现送料与刮涂料的自动化匹配控制。

本发明实施例还提供了一种筒体内壁涂层自动刮涂方法，采用上述实施例提供的筒体内壁涂层自动刮涂系统进行刮涂，当监测到自动刮涂指令后，所述控制单元控制旋转装置带动所述筒体沿中心线转动，并控制所述送料单元向所述刮刀的刀口处输送涂料，根据所述相对距离控制所述位移调整组件运动，以使所述刮刀与所述筒体内侧壁的相对距离在预设范围内。具体描述及效果参见上述系统实施例，在此不再赘述。

以下为本发明的一个具体实施例：

本实施例一种橡胶筒体内壁涂层自动刮涂系统，包括送料单元、刮涂料单元和数控机床(包括控制单元和旋转装置)，所述刮涂料单元包括刀杆1以及安装于所述刀杆一端的刮刀2及基恩士LK-H020型高速激光测距仪，所述刀杆1的另一端与安装座3连接固定；待刮涂的橡胶筒体7被安装于数控机床的主轴(旋转装置)上，刀杆1伸入到所述橡胶筒体7内，筒体7筒底为弧形面，所述刮刀2的第一刀口与数控机床主轴的中心线平行，且位于同一水平面内，刮刀2第二刀口为弧线形刀口，第一刀口与内侧壁的预设间隙为0.16mm；启动数控机床的自动刮涂程序，机床控制单元控制机床主轴以40r/min速度转动，带动待刮涂料的橡胶筒体7进行旋转，当刮涂筒底时，第二刀口与筒底的间隙为0.16mm，送料单元通过送料管将粘度为250Pa·s的环氧涂料以3.5mm/min的速率输送第二刀口处，机床控制单元同时控制刀杆1以2mm/r的速率向远离筒底的方向水平移动，当筒底刮涂完后，送料单元通过送料管将粘度为250Pa·s的环氧涂料以1.2mm/min的速率输送至刮刀第一刀口处，且机床控制单元根据高速激光测距仪的反馈信号随时调整刮刀与橡胶筒体内壁的间距，通过刮刀将涂料刮涂到橡胶筒体内的侧面上，直至完成涂刷，得到内壁(内侧壁及筒底)均覆有0.16mm厚涂层的橡胶筒体，涂层满足(0.16±0.04)mm的设计指标要求。

在本发明的实施例的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“坚直”、“水平”、“中心”、“顶”、“底”、“顶部”、“根部”、“内”、“外”、“外围”、“里侧”、“内侧”、“外侧”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了使于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。其中，“里侧”是指内部或围起来的区域或空间。“外围”是指某特定部件或特定区域的周围的区域。

在本发明的实施例的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”、“第四”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“组装”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的实施例的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

在本发明的实施例的描述中，需要理解的是，“-”和“～”表示的是两个数值之同的范围，并且该范围包括端点。例如:“A-B”表示大于或等于A，且小于或等于B的范围。“A～B″表示大于或等于A，且小于或等于B的范围。

在本发明的实施例的描述中，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种筒体内壁涂层自动刮涂系统，其特征在于，包括送料单元、刮涂料单元、旋转装置和控制单元，所述旋转装置用于安装待刮涂的筒体，以使所述筒体在刮涂时沿中心线转动，所述刮涂料单元包括刀杆、刮刀、测距装置和位移调整组件，所述刀杆第一端位于所述筒体内，第二端固定在所述位移调整组件上，所述刮刀和所述测距装置安装在所述刀杆的第一端，且所述刮刀的刀口与所述筒体的中心线位于同一平面内，所述测距装置用于在刮涂时实时测量所述刮刀与所述筒体内壁的相对距离，所述送料单元用于在刮涂时向所述刮刀的刀口处输送涂料，所述控制单元用于根据所述相对距离控制所述位移调整组件运动，以使所述刮刀与所述筒体内壁的相对距离在预设范围内；

所述刮刀包括第一刀口和第二刀口，所述第一刀口与所述筒体的中心线平行，所述第二刀口的形状与所述筒体的筒底形状匹配并与所述筒底平行，当刮涂所述筒体底部时，所述送料单元用于向所述刮刀的第二刀口输送涂料，当刮涂所述筒体内侧壁时，所述送料单元用于向所述第一刀口处输送涂料；

其中筒体为橡胶筒体，旋转装置为数控机床主轴，控制单元为机床控制单元，内壁包括内侧壁及筒底，测距装置为激光测距仪；

待刮涂的橡胶筒体被安装于数控机床主轴上，刀杆伸入到所述橡胶筒体内，筒底为弧形面，所述刮刀的第一刀口与数控机床主轴的中心线平行，且位于同一水平面内，刮刀第二刀口为弧线形刀口，第一刀口与内侧壁的预设间隙为0.16mm；启动数控机床的自动刮涂程序，机床控制单元控制数控机床主轴以40r/min速度转动，带动待刮涂料的橡胶筒体进行旋转，当刮涂筒底时，第二刀口与筒底的间隙为0.16mm，送料单元通过送料管将粘度为250Pa·s的环氧涂料以3.5mm/min的速率输送第二刀口处，机床控制单元同时控制刀杆以2mm/r的速率向远离筒底的方向水平移动，当筒底刮涂完后，送料单元通过送料管将粘度为250Pa·s的环氧涂料以1.2mm/min的速率输送至刮刀第一刀口处，且机床控制单元根据激光测距仪的反馈信号随时调整刮刀与橡胶筒体内壁的间距，通过刮刀将涂料刮涂到橡胶筒体内壁上，直至完成涂刷，得到内壁均覆有0.16mm厚涂层的橡胶筒体，涂层满足0.16±0.04mm的设计指标要求。

2.根据权利要求1所述的筒体内壁涂层自动刮涂系统，其特征在于，所述位移调整组件包括拖板和溜板，所述刀杆第二端固定在所述拖板上，所述拖板设置在所述溜板的导轨上，并沿垂直于所述刀杆轴线方向相对运动，所述溜板沿平行于所述刀杆轴线方向相对运动。

3.根据权利要求1所述的筒体内壁涂层自动刮涂系统，其特征在于，所述控制单元还用于控制所述位移调整组件以预设速度向靠近或远离所述筒体底部的方向运动。

4.根据权利要求1所述的筒体内壁涂层自动刮涂系统，其特征在于，所述送料单元包括送胶料机和送料管，所述送料管一端与所述送胶料机连接，另一端与所述刮刀连接。

5.根据权利要求4所述的筒体内壁涂层自动刮涂系统，其特征在于，所述送料管上设有送料调节装置，用于对送料管的送料流量进行调节。

6.根据权利要求1～5任一项所述的筒体内壁涂层自动刮涂系统，其特征在于，所述控制单元还用于控制所述送料单元的开启、关闭和/或送料流量。

7.一种筒体内壁涂层自动刮涂方法，其特征在于，采用权利要求1～6任一项所述的系统进行刮涂，当监测到自动刮涂指令后，所述控制单元控制旋转装置带动所述筒体沿中心线转动，并控制所述送料单元向所述刮刀的刀口处输送涂料，根据所述测距装置实时测量的所述刮刀与所述筒体内壁的相对距离控制所述位移调整组件运动，以使所述刮刀与所述筒体内壁的相对距离在预设范围内。

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