CN110152898A - 一种喷头及喷涂控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明适用于自动化精密智能喷涂领域，提供一种喷头及喷涂控制方法，所述喷头包括喷头本体以及设置在所述喷头本体侧面的至少一个喷孔，用于将高分子聚合物喷涂到圆筒状物体内壁面；所述喷涂控制方法包括：设定所述圆筒状物体的喷涂厚度值和喷涂体积参数；根据所述喷涂厚度值、所述喷涂体积参数计算所述高分子聚合物的喷涂体积；根据喷涂体积与喷涂时间的关系曲线计算所述高分子聚合物的喷涂时间；控制所述喷头按照所述喷涂时间对所述圆筒状物体内壁面进行喷涂工作。本发明的技术方案具有结构简单，达到其他技术方案达不到的有效的控制喷涂厚度、实现对圆筒状物体内壁部分或者完全喷涂的优点，从而降低了成本、提高了喷涂效率。

Description

一种喷头及喷涂控制方法

技术领域

本发明涉及自动化精密智能喷涂领域，更具体的，本发明涉及一种用于喷涂圆筒状物体内壁面的喷头以及一种喷涂控制方法。

背景技术

目前，喷涂的需求在实际工业生产越来越多，很多产品需要对产品内壁喷涂，而且要求不同的喷涂厚度，以便达到最佳的喷涂效果和降低成本。

在各种形态的喷涂方法中，手工喷涂是一种方式，但手工喷涂非常容易出错，喷涂效果不好，人力成本很高，现有的喷头和喷涂方法中，大多数是针对物体表面进行喷涂，而不是物体内壁面，而且在现有的喷涂内壁面的解决方案中，不能有效、精密的控制不同的喷涂厚度。

发明内容

本发明目的在于提供一种喷头以及一种喷涂控制方法，旨在提供一种结构简单，针对圆筒状物体内壁面，进行可以控制喷涂厚度、部分或者完全喷涂的解决方案。

根据本发明的第一个方面，提供一种喷头，所述喷头包括喷头本体以及设置在所述喷头本体侧面的至少一个喷孔，所述喷孔形状包括但不限于：圆形、方形、椭圆形、扇形，用于将高分子聚合物喷涂到圆筒状物体内壁面。

优选的，所述喷头还包括一个或者多个喷涂管道，与所述喷孔连接，用于将所述高分子聚合物导出所述喷孔。

可选的，所述喷头还包括防漏装置，用于防止所述高分子聚合物在不需要喷涂时滴漏，例如，设计一个弹簧弹珠堵住所述喷涂管道，在不需要喷涂时，由于弹簧的弹力使弹珠刚好堵住所述喷涂管道入口，防止所述高分子聚合物滴漏；喷涂时，由于高分子聚合物的喷涂压力克服了弹簧的弹力使其弹开，所述高分子聚合物能够穿过所述喷涂管道入口进行喷涂。

优选的，所述喷孔可以位于所述喷头本体侧面的任一位置，当所述喷孔设置为无限个时，所述喷孔间连接成一条或者多条曲线。

优选的，位于所述喷头本体同一个截面上的所述喷孔为至少一个，当设置为无限个时，所述喷孔间连接成一条或者多条曲线。

优选的，在喷涂过程中所述圆筒状物体和所述喷头之间进行相对圆周运动或者产生沿所述圆筒状物体长度方向的相对位移，用于将所述高分子聚合物均匀分布到所述圆筒状物体内壁面。

根据本发明的第二个方面，提供一种喷涂控制方法，包括以下步骤：

设定所述圆筒状物体的喷涂厚度值和喷涂体积参数；

根据所述喷涂厚度值、所述喷涂体积参数计算所述高分子聚合物的喷涂体积；

根据喷涂体积与喷涂时间的关系曲线计算所述高分子聚合物的喷涂时间；

控制所述喷头按照所述喷涂时间对所述圆筒状物体进行喷涂工作。

本发明技术方案中，需针对不同的高分子聚合物、圆筒状物体，用试验的方法定制所述喷头和获得所述喷涂体积与喷涂时间的关系曲线。

为了更快更好的实现，先将所述喷头设计为较少的喷孔个数、较小的喷孔大小和较小的喷孔间距，各个喷孔之间沿着所述喷头本体长度方向线性分布，所述喷头本体的有效喷涂长度需小于所述圆筒状物体的长度以防所述高分子聚合物喷出所述圆筒状物体内壁面外。

其中，所述喷孔可以设计为方形、圆形、椭圆形、扇形等，而设计为圆形能够更好适用各种喷涂需求，以下仅以设计为圆形的喷孔作为解释。

其中，根据每个喷孔覆盖一定的喷涂范围，喷涂范围与所述喷孔的喷孔个数、喷孔大小、喷孔间距、所述喷头本体到所述圆筒状物体之间的相对高度有关的规律；以及所述圆筒状物体和所述喷头之间进行相对圆周运动的速度影响喷涂的均匀程度的规律，先设定一个较高的相对圆周运动转速和较大的所述喷头本体到所述圆筒状物体之间的相对高度，通过观察、测量实际喷涂效果，定制所述喷头，定制方法为：当喷涂效果过于稀疏时，可设计更多的喷孔个数、更大的喷孔大小、更小的喷孔间距、更大的相对高度、更高的相对运动转速；反之设计更少的喷孔个数、更小的喷孔大小、更大的喷孔间距、更小的相对高度、更小的相对运动速度，调整时应每次仅调整一个参数，并反复试验多次，达到均匀的喷涂效果后可对所述喷头的喷孔进行定型。

其中，所述圆筒状物体和所述喷头之间进行沿所述圆筒状物体长度方向的相对位移的作用在于，当所述喷头喷涂时无法一次喷完整个所述圆筒状物体内壁，可以通过移动所述喷头的方式，使其喷涂逐渐覆盖整个所述圆筒状物体内壁面。

其中，当所述喷孔设置为无限个时，所述喷孔间连接成一条或者多条曲线，当多个喷孔足够靠近并连接起来时，多个喷孔将连接成为曲线，由于多个喷孔可以在所述喷头本体任意位置，多个所述喷孔可以分为多组，每组多个所述喷孔均匀可连接成曲线。

可选的，要达到对所述圆筒状物体内壁非连续喷涂，即类似花纹的喷涂效果，可将非连续喷涂看做多个连续喷涂的组合，可将所述喷孔规划成多组喷孔，每组喷孔负责其中的一个连续喷涂区域，每组喷孔的设计方法仍可按照上述的方法进行定型。

可选的，合理设计多个所述喷头结构的连接、组合，例如设计多个所述喷头直线连接，每个所述喷头负责一个所述圆筒状物体内壁面的喷涂，能够实现同时喷涂多个所述圆筒状物体内壁面，显著提高喷涂效率。

需要说明的是，当所述圆筒状物体很长时，所述喷头不足以一次喷涂完成，可以采用所述圆筒状物体和所述喷头之间产生沿所述圆筒状物体长度方向的相对位移的方式，分步分区来喷涂整个所述圆筒状物体。

其中，所述喷涂体积参数包括但不限于所述圆筒状物体半径、长度、内壁厚度，不同喷涂厚度下，所述喷涂体积也不一样，计算方法为，将所述圆筒状物体内壁看做一个空心圆筒状物体，用数学方法可以根据所述圆筒状物体的半径、长度、内壁厚度、喷涂厚度用数学的方法计算得到实际的喷涂体积，具体计算方法这里不做阐述。

需要说明的是，对于特定的喷涂系统，喷涂压力参数往往可以调节，例如在利用泵提供喷涂动力的系统中，可通过调节泵的转速来获得不同的喷涂压力，喷涂压力参数即为泵的转速。

由于在定型好所述喷头后，影响所述喷涂体积与喷涂时间的关系曲线的因素为：所述高分子聚合物的温度值、黏度值、密度值和含水分比例值、所述高分子聚合物喷涂时的喷涂压力参数，同时，对于特定的高分子聚合物，在一定温度下，其黏度值、密度值和含水分比例值一定，因此只需要在设定好所述喷涂压力参数后，调节所述高分子聚合物的喷涂温度即可通过试验获取所述喷涂体积与喷涂时间的关系曲线，具体方法为：设定好所述喷涂压力参数后，将所述高分子聚合物加热到合适的温度t后，设定一个喷涂时间，如喷涂1s，可用容器获取喷涂出来的所述高分子聚合物，从而得到喷涂体积V0；喷涂1.5s，获得喷涂体积V1，由此反复获得多个非连续的点，最后通过曲线拟合等方法获得该喷涂压力参数和温度t下的所述喷涂体积与喷涂时间的关系曲线，曲线拟合等方法这里不做阐述。

通过以上方法能够对所述喷头定型、获得一定喷涂压力参数和温度t下的所述喷涂体积与喷涂时间的关系曲线，喷涂时先设定好喷涂压力参数，后将所述高分子聚合物加热到温度t，根据该喷涂压力参数和温度下的所述喷涂体积与喷涂时间的关系曲线计算所述高分子聚合物的喷涂时间，控制所述喷头按照所述喷涂时间进行喷涂并达到指定的喷涂厚度，所以本发明提出的技术方案具有结构简单、可以精确控制喷涂厚度、实现圆筒状物体内壁部分或者完全喷涂的优点。

附图说明

图1为根据本发明具体实施例提供的喷头示意图；

图2为根据本发明具体实施例提供的喷涂控制方法的流程示意图；

图3为根据本发明另一实施例提供的喷头同一截面多个喷孔的正面示意图；

图4为根据本发明另一实施例提供的喷头同一截面多个喷孔的截面示意图；

图5为根据本发明另一实施例提供的喷头示意图；

图6为根据本发明另一实施例提供的喷头示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及有益效果更加明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施方式提供一种应用于轮胎喷胶机上的解决方案，轮胎喷胶机主要用于在轮胎的内壁均匀的喷涂一层带状的高分子聚合物胶，在胎内形成一层约1.5-10mm厚度的防漏气安全保护区，当铁钉等尖锐物从胎面扎入后，高分子聚合物胶就会在瞬间全方位将其紧紧封住，达到轮胎防漏气、防爆的效果，保障行车安全。

因此，轮胎喷胶机控制所述高分子聚合物的喷涂均匀程度、喷涂厚度十分重要，喷涂厚度过厚会不利于动平衡，过薄不利于达到有效的保护效果，同时控制不同的喷涂厚度有利于适配不同类型车轮胎的喷涂需要，以下提出的实施例能够良好的解决本需求。

需要说明的是，在本实施方案中，所述圆筒状物体13为轮胎，所述喷头安装在轮胎喷胶机上，轮胎喷胶机采用泵来提供喷涂压力，因此调节喷涂压力的参数为泵的转速。

<喷头实施例1>

如图1所示，本实施例中，提供一种喷头，所述喷头包括喷头本体12以及设置在所述喷头本体12侧面的至少一个喷孔11，所述喷头安装在喷胶机上，用于将所述高分子聚合物喷涂到所述圆筒状物体13的内壁面，箭头15示出了在喷涂前，所述喷头的有效喷涂区域应进入到所述圆筒状物体13内部。

进一步的，所述喷头还包括喷涂管道14，与所述喷孔11连接，用于将所述高分子聚合物导出所述喷孔11。

进一步的，所述喷头还包括，防漏装置，用于防止所述高分子聚合物在不需要喷涂时滴漏，设计一个弹簧弹珠堵住所述喷涂管道14，在不需要喷涂时，由于弹簧的弹力使弹珠刚好堵住所述喷涂管道14的入口，防止所述高分子聚合物滴漏；喷涂时，由于高分子聚合物的喷涂压力克服了弹簧的弹力使其弹开，所述高分子聚合物能够穿过所述喷涂管道14的入口进行喷涂，技术人员须知，弹簧弹珠结构为一般机械结构，这里不做图示和阐述。

需要说明的是，影响所述喷头喷涂效果的关键因素为：喷孔个数、喷孔大小以及喷孔间距，只需通过试验的方法来适当的调整即可达到更优的喷涂效果。

需要说明的是，所述喷孔11将所述高分子聚合物喷涂到所述圆筒状物体13内壁后，所述圆筒状物体13与所述喷头本体12进行相对圆周运动，使所述高分子聚合物围绕所述圆筒状物体13内壁周长形成一个厚度均匀的带状喷涂区域。

需要说明的是，通过适当的调整喷孔个数、喷孔大小以及喷孔间距能够使这些带状喷涂区域重合或者分离，实现对所述圆筒状物体13内壁面的完全或者部分喷涂。

进一步的，定制所述喷头的方法为：先设计较少的喷孔个数、较小的喷孔大小和较小的喷孔间距，各个所述喷孔11之间沿着所述喷头本体12长度方向线性分布。

需要说明的是，所述喷头本体12的有效喷涂长度需小于所述圆筒状物体13的长度，在这里为轮胎的宽度，以防所述高分子聚合物喷出所述圆筒状物体13内壁面外。

进一步的，根据每个所述喷孔11覆盖一定的喷涂范围，喷涂范围与喷孔个数、喷孔大小以及喷孔间距、所述喷头本体12到所述圆筒状物体13之间的相对高度有关的规律；以及所述圆筒状物体13和所述喷头本体12之间进行相对圆周运动的速度影响喷涂的均匀程度的规律，先设定一个较高的相对圆周运动转速和较大的所述喷头本体12到所述圆筒状物体13之间的相对高度，通过观察、测量实际喷涂效果，定制所述喷头，定制方法为：当喷涂效果过于稀疏时，可设计更多的喷孔个数、更大的喷孔大小、更小的喷孔间距、更大的相对高度、更高的相对运动转速；反之设计更少的喷孔个数、更小的喷孔大小、更大的喷孔间距、更小的相对高度、更小的相对运动速度，调整时应每次仅调整一个参数，并反复试验多次，达到均匀的喷涂效果后可对所述喷头的喷孔进行定型。

需要说明的是，所述喷头设计为喷涂时能够覆盖所述圆筒状物体13全部内壁面，因此所述圆筒状物体13和所述喷头本体12之间仅需要进行圆周运动即可。

在本实施例中，先设置所述喷头为3个喷孔、喷孔半径大小为1mm，喷孔间距为1mm，此处所述圆筒状物体13为轮胎，因此所述喷孔11朝轮胎宽度方向分布，通过上述方法调整后，最终确定为4个喷孔、喷孔半径大小为1mm、喷孔间距为1mm；另外，对所述喷头的造型不做要求，可设计为柱体状，材料可以但不限于为45号钢。

技术人员须知，本实施例仅为该喷涂场景的一种可行方案，通过使用其他不同的喷孔个数、喷孔大小、喷孔间距也能够达到所需喷涂效果。

<方法实施例>

图2是根据本发明实施例提供的喷涂控制方法流程示意图。

步骤S21，设定所述圆筒状物体的喷涂厚度值和喷涂体积参数；

步骤S22，根据所述喷涂厚度值、所述喷涂体积参数计算所述高分子聚合物的喷涂体积；

步骤S23，根据喷涂体积与喷涂时间的关系曲线计算所述高分子聚合物的喷涂时间；

步骤S24，控制所述喷头按照所述喷涂时间对所述圆筒状物体进行喷涂工作。

需要说明的是，步骤S21，设定所述圆筒状物体的喷涂厚度值和喷涂体积参数，可以通过智能终端设定。进一步的，在本实施方案中，所述圆筒状物体13为轮胎，喷涂体积参数包括但不限于：所述轮胎半径、轮胎壁厚、轮胎宽度、轮胎扁平比，用于计算设定喷涂厚度下的喷涂体积。

需要说明的是，步骤S22，根据所述喷涂厚度值、所述喷涂体积参数计算所述高分子聚合物的喷涂体积，本实施方案中，所述圆筒状物体13为轮胎，用数学的方法根据喷涂厚度、轮胎半径、轮胎壁厚、轮胎扁平比、以及轮胎的断面宽度可以计算出该喷涂厚度下的喷涂体积V。

需要说明的是，步骤S23，根据所述喷涂体积与喷涂时间的关系曲线计算所述高分子聚合物喷涂时间，对于特定的喷胶机，喷涂压力参数往往可以通过改变泵的转速来调节，在定型好所述喷头后，影响所述喷涂体积与喷涂时间的关系曲线的因素为：所述高分子聚合物的温度值、黏度值、密度值和含水分比例值、所述高分子聚合物喷涂时的喷涂压力参数，同时，对于特定的高分子聚合物，在一定温度下，其黏度值、密度值和含水分比例值一定，因此只需要在设定好所述喷涂压力参数后，即设定好泵的转速后，调节所述高分子聚合物的喷涂温度即可通过试验获取所述喷涂体积与喷涂时间的关系曲线，例如，设定好泵的转速n后，需要达到200℃的喷涂温度，那么应将所述高分子聚合物加热到200℃后测量，测量具体步骤为：

控制喷胶机喷涂1s，用轮胎盛放该喷涂出来的所述高分子聚合物，称量其重量，根据其密度反算出体积V0；

控制喷胶机喷涂1.5s，用轮胎盛放该喷涂出来的所述高分子聚合物，称量其重量，根据其密度反算出体积V1。

由此反复得到多个关于所述喷涂时间t和所述喷涂体积V的点，最后通过曲线拟合的方法来获得曲线，需要说明的是，拟合曲线类型选择为直线有利于智能终端的计算，具体拟合方法不做阐述。

需要说明的是，步骤S24，控制所述喷头按照所述喷涂时间对所述圆筒状物体进行喷涂工作，根据所述喷涂体积和所述喷涂体积与喷涂时间的关系曲线可以算出喷涂时间t，喷涂时，控制所述喷头喷涂时间为t，那么得到的就是适应该厚度的体积，最后在离心运动下，所喷涂出来的所述高分子聚合物将会均匀分布在轮胎内壁面，得到预期的喷涂效果。

本实例中，通过以上方法能够对所述喷头定型、获得一定喷涂压力参数和温度t下的所述喷涂体积与喷涂时间的关系曲线，喷涂时先设定好喷涂压力参数，后将高分子聚合物加热到该温度t，根据该喷涂压力参数和温度下的所述喷涂体积与喷涂时间的关系曲线计算所述高分子聚合物的喷涂时间，控制所述喷头按照所述喷涂时间进行喷涂并达到指定的喷涂厚度，所以本发明提出的技术方案具有结构简单、可以控制喷涂厚度、实现圆筒状物体内壁部分或者完全喷涂的优点。

<喷头实施例2>

如图3所示，为所述喷头截面设计为多个喷孔的情况，所述喷孔31设计为多个，位于所述喷头本体32的同一截面上，所述喷头还包括喷涂管道33，与所述喷孔31连接，用于将所述高分子聚合物导出所述喷孔31。图4示出了所述喷头本体42喷孔处的截面，所述喷孔41，用于喷涂所述高分子聚合物，所述喷涂管道43，与所述喷孔41连接，用于将所述高分子聚合物导出所述喷孔41。

所述喷头定型方法同喷头实施例1。

<喷头实施例3>

图5示出了所述喷头的另一实施例，所述喷孔51位于所述喷头本体53侧面，所述喷孔51设计为多组，每组包括多个所述喷孔51，每组的多个所述喷孔51为无限个时，沿着虚线52连接成一条或者多条曲线，所述喷头还包括喷涂管道54，与所述喷孔51连接，用于将所述高分子聚合物导出所述喷孔51。

所述喷头可将所述喷孔51分为多组，每组所述喷孔51的定型方法同喷头实施例1。

<喷头实施例4>

图6示出了所述喷头的另一实施例，所述喷孔61位于所述喷头本体63侧面，所述喷孔61设计为多组，每组包括多个所述喷孔61，每组的多个所述喷孔61为无限个时，沿着虚线62连接成一条或者多条曲线，所述喷头还包括一个或者多个所述喷涂管道64，所述喷涂管道65可设计为包含多个更小的喷涂管道64，与所述喷孔61连接，用于将所述高分子聚合物导出所述喷孔61。

所述喷头可将所述喷孔61分为多组，每组所述喷孔61的定型方法同喷头实施例1。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限定本发明，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专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种喷头，其特征在于，所述喷头包括喷头本体以及设置在所述喷头本体侧面的至少一个喷孔，所述喷孔形状包括但不限于：圆形、方形、椭圆形、扇形，用于将高分子聚合物喷涂到圆筒状物体内壁面。

2.根据权利要求1中所述的喷头，其特征在于，所述喷头还包括一个或者多个喷涂管道，与所述喷孔连接，用于将所述高分子聚合物导出所述喷孔。

3.根据权利要求1中所述的喷头，其特征在于，所述喷孔可以位于所述喷头本体侧面的任一位置，当所述喷孔设置为无限个时，所述喷孔间连接成一条或者多条曲线。

4.根据权利要求1中所述的喷头，其特征在于，位于所述喷头本体同一个截面上的所述喷孔为至少一个，当设置为无限个时，所述喷孔间连接成一条或者多条曲线。

5.根据权利要求1中所述的喷头，其特征在于，在喷涂过程中所述圆筒状物体和所述喷头之间进行相对圆周运动或者产生沿所述圆筒状物体长度方向的相对位移，用于将所述高分子聚合物均匀分布到所述圆筒状物体内壁面。

6.根据权利要求1中所述的喷头，其特征在于，通过设计不同的所述喷孔的喷孔个数、喷孔大小、喷孔间距，实现所述圆筒状物体内壁面的部分或者完全喷涂。

7.根据权利要求1中所述的喷头，其特征在于，合理设计多个所述喷头结构的连接、组合，用于同时喷涂多个所述圆筒状物体内壁面。

8.一种喷涂控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

设定所述圆筒状物体的喷涂厚度值和喷涂体积参数；

根据所述喷涂厚度值、所述喷涂体积参数计算所述高分子聚合物的喷涂体积；

根据喷涂体积与喷涂时间的关系曲线计算所述高分子聚合物的喷涂时间；

控制所述喷头按照所述喷涂时间对所述圆筒状物体进行喷涂工作。

9.如权利要求书8中所述的一种喷涂控制方法，其特征在于，所述喷涂体积与喷涂时间的关系曲线由试验得到，相关的参数包括但不限于：所述喷孔的喷孔个数、喷孔大小和喷孔间距、所述高分子聚合物的温度值、黏度值、密度值和含水分比例值、所述高分子聚合物喷涂时的喷涂压力参数。

10.如权利要求书8中所述的一种喷涂控制方法，其特征在于，在计算所述喷涂时间时，获取所述高分子聚合物的温度值和喷涂压力参数，用于获取所述高分子聚合物的温度值和喷涂压力参数下的所述喷涂体积与喷涂时间的关系曲线。