CN110560280A - 一种多喷嘴喷头微滴喷射设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多喷嘴喷头微滴喷射设备，包括多喷嘴喷头、工作台、XY轴移动装置、Z轴移动装置、溶液箱、支撑架以及控制系统；该多喷嘴喷头安装在Z轴移动装置上，且其位于该工作台上方，该工作台安装在XY轴移动装置；该支撑架用于安装各部件；所述的多喷嘴喷头包括主体、芯轴、电机及多喷嘴结构，其内容设有由溶液流入孔、环槽、溶液流出孔及喷嘴通道组成若干溶液通道，溶液通道的出口设有喷嘴，各喷嘴环形均布设置。这种外部固定内部旋转的设计，使溶液输入口固定，而输出端以旋转方式进行喷涂材料更换，简化了传统多喷头机构的复杂性，操作简单，又可避免传统多喷头装置在喷头转换过程中出现的溶液供给管扭管和定位不准等诸多问题。

Description

一种多喷嘴喷头微滴喷射设备

技术领域

本发明涉及一种液滴喷射技术领域，尤指一种喷射加工工艺当中的多材料多尺度的多喷嘴喷头喷射设备结构设计。

背景技术

液滴喷射技术是一种近年来发展迅猛的制作技术，通过产生一定级别的液滴实现微量流体的精确分配，属于非接触直写式制作技术的范畴，其制作工艺简单，材料利用率接近100%。微喷射技术既可直接制作单一微光学元件，同时也可定量定位地在所需光学器件上制作元件从而形成光学组件，因此具有极大的发展潜力。

目前，液滴喷射设备大部分是单喷嘴喷射或多喷嘴喷射，而现有液滴喷射采用多喷头技术时，每个喷头仅有一个喷嘴并由独立的电机控制，然后高度一致的并列固定按照需求进行转换和喷射，这样的多喷头装置整体有如下缺陷：

1、喷头在转换过程中和移动过程中采用齿轮传动，由于齿轮传动之间有一定的间隙，齿轮正转和反转过程中因间隙的存在，容易引起喷头转换的滞后，在一定程度上影响了喷射精度，同时，当喷头转换时，容易引起液滴输入管的扭管，从而引发一系列问题；

2、喷头整体相对较重，增加了液滴喷射两个维度（X轴、Y轴）的电机负载，在一定程度上影响了喷射精度；

3、喷头组件整体相对较大，高度一致并列固定的多个喷头的设计方案，使得单个喷头的有效喷射空间减小，由于结构的复杂性和尺寸的限制，配置喷头的数量有限，且多个喷头单独配备传动设备，喷头和传动部件大部分为活动件，增加了安装难度，多个活动件同时运动容易产生振动，在一定程度上影响喷射精度。

其次，针对自由曲面的喷射成形的设备，目前大部分仅可以在X，Y平面内进行联动，对于一些有负角度的面、曲面，则多采用的是手工点样、粘接等方式，这种方式影响了产品批量生产的效率和质量，同时对于外表要求较高的工件，采用手工的方式比较难以达到要求。

CN206273588U公开了“一种带有多喷头自动转换系统的3D打印机”，该打印机采用喷头库技术，通过机械手机构实现喷头在喷头库工位与打印工位之间的切换，从而实现多喷头打印功能。该多喷头打印机虽然解决了上述多喷头装置占用空间大、活动空间有限等问题；但是却存在各喷头转换结构复杂，转换耗时长等问题。

CN206201484U公开的“一种多材料3D打印喷头”，CN206825936U公开的“一种多材料3D打印喷头”，此类打印喷头设置有多个进料通道，但仅有一个打印喷头（喷嘴），多个进料通道中的材料汇聚于一个打印喷头中，可以实现多材料打印。此种打印喷头在实现使用时，打印出来的最终材料不确定因素较多，材料成分较难进行调节且材料成分较为单一。

CN107866973A公开了“一种多工位聚合物熔体微滴堆叠3D打印装置”，该打印装置通过分流板可以将打印材料分流至不同的打印喷头，从而可实现多工位打印。但是该装置不能实现多材料打印。

因此，为了克服现有多喷头在宏/微多尺度、不同种类的多种材料混合喷射方面存在的不足和缺陷，实现基于功能驱动的结构、材料和喷射制造一体化的无缝集成，增强多喷头喷射范围和制造柔性。于此，针对此需求本发明人设计了一种多喷头装置，本案由此产生。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种复合式多喷嘴多材料多尺度的喷射设备，力求实现多个喷嘴独立喷射或同时喷射等多种工况下的单（多）种材料喷涂，以满足喷射范围广、定位精度高、结构简单、易于操作的多喷头喷射机构。

为解决上述技术问题，本发明的技术解决方案是：

一种多喷嘴喷头微滴喷射设备，包括多喷嘴喷头、工作台、XY轴移动装置、Z轴移动装置、溶液箱、支撑架以及控制系统；该多喷嘴喷头安装在Z轴移动装置上，且其位于该工作台上方，该工作台安装在XY轴移动装置；该支撑架用于安装各部件；所述的多喷嘴喷头包括主体、芯轴、电机及多喷嘴结构；该主体为中空结构，该芯轴安装在该主体的中空腔内，在该主体与芯轴之间设有若干间隔设置的环槽，各环槽之间互不相通；该主体的外壁内设有若干通至主体上表面的溶液流入孔；该芯轴内设有若干通至芯轴下表面的溶液流出孔；所述电机的旋转轴与所述芯轴相连接；所述的多喷嘴结构固定安装在所述芯轴下方，其与芯轴同步旋转，该多喷嘴结构内设有若干喷嘴通道，该喷嘴通道的下方形成有喷嘴；所述溶液流入孔、环槽、溶液流出孔及喷嘴通道的数量相同，且一一依序相通，并组成若干溶液通道。

优选的，所述的多喷嘴结构可拆卸地安装在所述的芯轴下方。

优选的，所述的多喷嘴结构包括底座及喷嘴体，该底座内设有若干底座段喷嘴通道，该喷嘴体内设有若干喷头段喷嘴通道，各底座段喷嘴通道及喷头段喷嘴通道一一连接并共同构成所述的喷嘴通道，所述的喷头段喷嘴通道下方形成有所述的喷嘴；所述的底座固定在所述芯轴上，该底座下方设有具有螺纹的连接口，所述的喷嘴体上方设有具有螺纹的连接凸台，两者通过螺纹可拆卸连接。

优选的，所述的环槽通过在所述主体的外壁内侧设置内环槽而形成；或者该环槽通过在所述芯轴的外周设置外环槽而形成；又或者该环槽包括设置在所述主体的外壁内侧的内环槽及设置在所述芯轴的外周的外环槽，所述位置相对的内环槽和外环槽共同组成一个所述的环槽。

优选的，所述的环槽包括设置在所述主体的外壁内侧的内环槽及与内环槽位置相对的设置在所述芯轴的外周的外环槽；该主体与芯轴之间设置有一芯轴套筒，该芯轴与芯轴套筒采用过渡配合，该芯轴套筒与主体之间通过若干密封环实现各环槽之间的密封，且该芯轴套筒上相对于每个环槽位置至少设置有一个通孔，通过该通孔连通位置相对的主体上内环槽和芯轴上外环槽。

优选的，所述的主体和芯轴之间设置有两个轴承，两个轴承分别位于所述芯轴套筒的上下两端，且下方轴承的下方抵靠在所述多喷嘴结构的上表面，上方轴承的上方通过一轴承卡簧固定。

优选的，所述的主体包括本体及盖体；本体为筒状结构，其与盖体固定连接；所述的溶液流入孔同时设置在所述本体及盖体内，并开口于盖体上表面；所述的电机固定在盖体上方，其旋转轴穿过盖体与主体内部的芯轴相连接。

优选的，进一步包括喷头旋转装置，该喷头旋转装置包括旋转电机、移动板及可由旋转电机带动呈360度旋转的夹持结构，该移动板与所述Z向移动装置上的运动部件相连接，该夹持结构夹持所述的多喷嘴喷头。

优选的，所述的喷头旋转装置进一步包括旋转传送带及旋转从动轴；该旋转从动轴轴联接在所述移动板上，该旋转传送带连接在旋转电机和旋转从动轴之间，所述的夹持结构与所述旋转从动轴连接；该旋转电机与夹持结构分设在所述移动板的两侧。

优选的，进一步包括循环系统及清洗液回收装置；该循环系统包括循环管道和循环泵；所述的溶液箱内设有若干箱体，每个箱体内均设置有两个单独的区域，溶液区域及清洗液区域，同一箱体两个区域的出口共同连接有一个三位四通换向电磁阀；该三位四通换向电磁阀设有溶液入口端与溶液区域相接通、清洗液入口端与清洗液区域相接通、多喷头连接端连接多喷嘴喷头对应溶液通道的输入端以及循环系统端接通循环系统。

采用上述方案后，本发明所述喷射设备将不同工位、不同种类溶液的喷头集成为具有多个环形均布喷嘴的多喷嘴喷头，各喷嘴均设置独立的材料供给口及溶液通道，从而实现了多材料的喷射，且该结构简化了传统多喷头机构的复杂性，操作简单，又可避免传统多喷头装置在喷头转换过程中出现的溶液供给管扭管和定位不准等诸多问题。更为具体的，本发明具有如下有益效果：

1．采用上述结构所设计出来的多喷嘴喷头，可以直接通过主体固定在喷射设备上，不同的喷射材料更换通过电机带动内部机构旋转完成，在喷射材料更换时，整个多喷嘴喷头的位置固定，这种结构减少了运动件，增强了多喷嘴喷头的定位精度，有效解决了喷嘴在切换喷涂材料过程中的喷射位置精度难以保证的难题。

2．本发明所述多喷嘴喷头的各喷嘴采用环形均布，且采用外部固定内部旋转设计，使溶液输入口固定，而输出端以旋转方式进行喷涂材料更换，在保证溶液的传输前提下，有效解决了各喷嘴在转换过程中的扭管现象，解决多个喷嘴在转换过程中因扭管产生的诸多问题。

3．本发明所述多喷嘴喷头的各喷嘴采用圆形均布设计方法，简化了多喷嘴喷头机构、操作简单、降低了制造成本；且精简的尺寸扩大了多喷嘴喷头的喷射范围，解决了因喷头尺寸过大限制喷嘴数量的问题。

4．本发明多喷嘴喷头的各喷嘴采用环形均布排列方式，有利于多个喷嘴的集成分布，方便了多个喷嘴喷涂时的喷射点的对位和校位，简化了多喷头喷射点的寻找难度，从而实现了多材料喷射。

5．本发明喷射设备增加了喷头旋转装置，可带动多喷嘴喷头呈360度旋转，因此可以实现负角度喷涂。

6．本发明所述喷射设备可以通过电磁阀控制实现多喷嘴喷头的各喷嘴的随机搭配喷涂，喷涂方式可分为单喷嘴喷涂、双喷嘴喷涂和多个喷嘴喷涂等多种方式。

7．本发明所述喷射设备还增加了喷头清洗机构和溶液回收机构，有效地解决溶液残留物堵塞喷头的问题，并结合多轴运动平台可实现多工位的喷射，增强了喷射平台的工艺柔性，从而实现多种溶液的复合式喷射的多工位喷涂，以及多尺度结构的一体化制造。

附图说明

图1是本发明所述多喷嘴喷头的立体爆炸图；

图2是本发明所述多喷嘴喷头的组合剖视图；

图3A、图3B及图3C是本发明所述多喷嘴喷头的芯轴剖视图、立体图及仰视图；

图4是本发明所述多喷嘴喷头的芯轴套筒示意图；

图5A及图5B是本发明所述多喷嘴喷头的底座俯视图及剖视图；

图6是本发明所述多喷嘴喷头的喷嘴体结构示意图；

图7是本发明所述微滴喷射设备整体结构示意图；

图8是本发明所述喷头旋转装置的结构示意图；

图9是本发明溶液控制电磁阀工况分析原理图；

图10是本发明微滴喷射设备喷射方法原理图一；

图11是本发明微滴喷射设备喷射方法原理图二。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详述。

本发明所揭示的是一种多喷嘴喷头微滴喷射设备，如图7所示，为所述微滴喷射设备的较佳实施例。该微滴喷射设备包括多喷嘴喷头1、工作台2、XY轴移动装置3、Z轴移动装置4、喷头旋转装置5、溶液箱6、循环系统7、清洗液回收装置8、支撑架9以及控制系统。其中：

所述的多喷嘴喷头1是本发明的关键技术，其安装在所述Z轴移动装置4上，该Z轴移动装置4可以带动该多喷嘴喷头1在Z向上移动。该多喷嘴喷头1位于所述的工作台2上方，用以将微喷材料喷射到工作台2上进行微喷打印。所述的多喷嘴喷头1的具体结构参见图1、图2所示，该多喷嘴喷头1包括主体11、芯轴12、电机13以及多喷嘴结构14。所述的主体11为中空结构，所述的芯轴12安装在该主体11的中空腔111内，在该主体11与芯轴12之间设有若干间隔设置的环槽10，各环槽10之间互不相通。该主体11的外壁112内设有若干通至主体11上表面的溶液流入孔113，该溶液流入孔113的数量与所述环槽10数量相同，各溶液流入孔113下方一一与各环槽10相通。所述的芯轴12（配合图3A、图3B及图3C所示）内均布设有若干通至芯轴12下表面的溶液流出孔121，该溶液流出孔121的数量也与所述环槽10数量相同，各溶液流出孔121上方一一与各环槽10相通。所述电机13的旋转轴131与所述芯轴12相连接，当电机13启动时，其旋转轴131可带动芯轴12旋转，由于环槽10的设置，使一个溶液流入孔113始终与其对应的溶液流出孔121相通，从而在多喷嘴结构1内形成若干溶液通道，实现溶液的导流和传送。图中实施例，所述电机13的旋转轴131直接连接所述芯轴12并带动芯轴旋转，但也可以通过设置传动部件（例如电机旋转头连接主动轴），由传动部件连接电机与芯轴，通过传动部件由电机间接带动芯轴旋转。所述的多喷嘴结构14固定安装在所述芯轴12下方，与芯轴12同步旋转，其内设有若干一一与各溶液流出孔121相通的喷嘴通道141，该喷嘴通道141的下方形成有喷嘴142。该多喷嘴结构14的设置，可以使各喷嘴142方便加工成所需的微喷尺寸，从而可以达到微喷的效果。该多喷嘴结构14也可以可拆卸地安装在所述芯轴12下方，从而可以根据需求更换不同尺寸的喷嘴，以实现液滴不同直径的输出。上述结构在多喷嘴喷头1内部形成若干由溶液流入孔113、环槽10、溶液流出孔121及喷嘴通道141组成的溶液通道，各溶液通道互不相通，且由于环槽10的设置，不因芯轴12相对主体11的旋转而影响各溶液通道内溶液的导流与传送。

所述多喷嘴喷头1更为具体的，还可以包括如下结构：

所述的环槽10可以通过在所述主体11的外壁112内侧设置内环槽114而形成；该环槽10也可以通过在所述芯轴12的外周设置外环槽122而形成；又或者如图中实施例，同时在所述主体11和所述芯轴12设置位置相对的内环槽114和外环槽122，而由位置相对的所述内环槽114和外环槽122共同组成所述的环槽10。对于环槽10同时包括内环槽114和外环槽122的实施例，为了方便密封，所述的主体11与芯轴12之间可进一步设置有一芯轴套筒15，如图4所示，该芯轴12与芯轴套筒15可以采用过渡配合，该芯轴套筒15与所述主体11之间通过若干密封环16实现各环槽10之间的密封，且该芯轴套筒15上相对于每个环槽10位置至少设置有一个通孔151，通过该通孔151连通位置相对的主体11内环槽114和芯轴12外环槽122。并进一步的，为了方便安装该芯轴套筒15及方便所述芯轴12的旋转顺畅，所述主体11和芯轴12之间设置有两个轴承17，两个轴承17分别位于所述芯轴套筒15的上下两端，且下方轴承17的下方抵靠在所述多喷嘴结构14的上表面，上方轴承17的上方通过一轴承卡簧18固定于芯轴12上。

所述的电机13旋转轴131与所述芯轴12之间可以通过一芯轴驱动轮19相互连接，即该旋转轴131螺旋连接在该芯轴驱动轮19上，该芯轴驱动轮19又与该芯轴12固连连接，从而该电机旋转轴131通过该芯轴驱动轮19带动芯轴12旋转，该芯轴驱动轮19可以起到密闭和防尘的作用。

为了方便制造，并为了方便固定电机13，所述的主体11包括本体115及盖体116，本体115为筒状结构，其与盖体116固定连接。所述的溶液流入孔113同时设置在所述本体115及盖体116内，并开口于盖体116上表面。所述的电机13固定在盖体116上方，其旋转轴131穿过盖体116与主体11内部的芯轴驱动轮19或者芯轴12相连接。

为了方便喷嘴的更换，所述的多喷嘴结构14包括底座143（配合图5A及图5B所示）及喷嘴体144（配合图6所示），该底座143内设有若干底座段喷嘴通道145，该喷嘴体144内设有若干喷头段喷嘴通道146，各底座段喷嘴通道145及喷头段喷嘴通道146一一连接并共同构成所述的喷嘴通道141，所述的喷头段喷嘴通道146下方形成有所述的喷嘴142。所述的底座143设有锁孔147，通过锁孔147以螺钉锁在所述芯轴12的螺纹孔上，从而将底座143固定在所述芯轴12上（当然也可以通过焊接等其他固定方式）。为了方便芯轴12上内的各溶液流出孔121与所述喷嘴通道141一一对应，可以在所述的芯轴12和底座143的接触面上分别设置定位销孔123和定位销148。所述的底座143下方设有具有螺纹的连接口149，所述的喷嘴体144上方设有具有螺纹的连接凸台140，该喷嘴体144通过连接凸台140与底座143的连接口149螺纹连接在一起，从而方便更换具有不同尺寸的喷嘴142。

本发明所述的多喷嘴喷头1，采用固定的主体11，内部采用由伺服电机13的旋转轴131驱动芯轴12、多喷嘴结构14或者芯轴套筒15同步转动；又进一步的，主体11内的各溶液流入孔113和芯轴12内的各溶液流出孔121之间的贯通采用环形的环槽10（也可再配合芯轴套筒15上的通孔151）贯通，从而保证了内部在旋转过程中，溶液通道或各孔之间的贯通和传送。采用上述结构在进行喷射材料更换时，只需令伺服电机13控制内部机构旋转，使相应材料的溶液通道的喷嘴142旋转到加工位置即可，无需移动整个喷头1，即可实现喷射材料的更换，因此解决了现有技术因移动更换不同材料的喷头而导致的喷射精度不足的问题。

所述的工作台2安装在所述的XY轴移动装置3上，该XY轴移动装置3包括X轴移动装置31及Y轴移动装置32，通过该XY轴移动装置3可以实现该工作台2在X、Y向上的移动。

上述X、Y、Z轴移动装置31、32、4，可以采用多种结构实现，例如丝杆螺母机构等等，其是常见的机械运动机构，在此不详细说明具体结构。

所述的喷头旋转装置5并非必要设置，其可以带动所述的多喷嘴喷头1进行旋转，使该多喷嘴喷头1可以以一定的角度进行喷射打印。配合图8所示，所述的喷头旋转装置5具体结构可以为，其包括旋转电机50、移动板51及可由旋转电机50带动呈360度旋转的夹持结构54；该移动板51与所述Z向移动装置4上的运动部件（如丝杆螺母机构的螺母）相连接，所述的旋转电机50及夹持结构54均安装在所述移动板51上，该旋转电机50的旋转轴可以直接与夹持结构54相连而带动夹持结构呈360度旋转，也可以通过一旋转传送带52带动夹持结构54旋转。通过旋转传送带52带动旋转的结构，在所述移动板51上轴联接有一旋转从动轴53，所述的旋转电机50也轴联接在该移动板51上，所述的旋转传送带52连接在旋转电机50和旋转从动轴53之间，所述的夹持结构54与所述旋转从动轴53连接。所述的旋转电机50与夹持结构54可以分设在所述移动板51的两侧（图中实施例），以便不会干涉多喷嘴喷头1的旋转，使多喷嘴喷头1可以360度旋转。该夹持结构54用于夹持所述的多喷嘴喷头1，该夹持结构54可以为一C型块，用于夹紧固定圆柱状的多喷嘴喷头1。所述的旋转电机50控制多喷嘴喷头1的旋转，当旋转电机50旋转时，通过旋转传送带52带动旋转从动轴53旋转，进而带动固定在旋转从动轴53上的夹持结构54旋转，夹持结构54内部的多喷嘴喷头1随其旋转，从而实现多喷嘴喷头1的多角度喷涂，由于夹持结构54可以360度旋转，因此还可以实现负角度（仰角）喷涂，从而增加了喷头的喷涂范围，增强了工艺的柔性。

所述的溶液箱6用于盛放微喷材料溶液，由于多喷嘴喷头1内设置有多个溶液通道，可以进行多种材料喷射，因此该溶液箱6内也设有相对应的多个溶液区域621，每个溶液区域621分别与所述多喷嘴喷头1的其中一个溶液流入孔113相连通；并且在溶液区域621与溶液流入孔113之间的管道上设置有可受所述控制系统控制启闭的电磁阀，以便在需要某种材料喷射时控制相应的电磁阀开启，对于设置有清洗装置的微喷设备来说，还设置有清洗液，该溶液箱6还可以用来盛放清洗液。本实施例具体的，所述的溶液箱6内设有若干箱体62（箱体的数量可以根据多喷嘴喷头1内的溶液通道数量进行设置，本实施例设有四个箱体），每个箱体62内均设置有两个单独的区域，两个区域分别为盛放溶液的溶液区域621及盛放清洗液的清洗液区域622，同一箱体62两个区域的出口共同连接有一个三位四通换向电磁阀61。该三位四通换向电磁阀61为现有常见电磁阀，对于具有清洗装置的微喷装置来说，其工作原理与动作原理也大体相同。参见图9所示，该三位四通换向电磁阀61设有溶液入口端613与溶液区域621相接通、清洗液入口端614与清洗液区域622相接通、多喷头连接端615连接多喷嘴喷头1对应溶液通道的输入端（相应的溶液流入孔113）以及循环系统端616接通循环系统7。根据各端的连接情况，该三位四通换向电磁阀61分别对应三种工况：停止工况611、喷射工况610及清洗喷头工况612。进一步的，当多喷嘴喷头1未喷涂时，三位四通换向电磁阀61处于停止工况611状态；当控制系统发出开始喷涂信号时，三位四通换向电磁阀61处于喷射工况610状态，溶液箱6的相对应溶液区域621内的溶液进入多喷嘴喷头1内的相应溶液通道开始喷涂；喷涂完毕后，三位四通换向电磁阀61重新回位至停止工况611；当多喷嘴喷头1需要清洗时，三位四通换向电磁阀61处于清洗喷头工况612状态，清洗液区域622内的清洗液进入多喷嘴喷头1内对相应的溶液通道进行清洗作业，而溶液箱6内溶液区域621的溶液则进入循环系统7，以实现溶液的良性循环，防止溶液堵塞通道。所述溶液箱6的各溶液区域621中可以设有搅拌器（图中未示出），其可以将待喷涂溶液不断搅拌以防止溶液放置过久而出现溶质分布不均或沉淀物。

所述的循环系统7至少包括循环管道以及循环泵（图中未示出），以便在清洗作业时实现溶液的良性循环，以保证溶液中的溶质均匀分布，同时可防止溶液不流动引起的溶液固化所带来的一系列问题，防止溶液堵塞通道。该系统对于具有清洗功能的微喷装置来说为常见的现有结构，且不是本案重点，具体不详细说明。

所述的清洗液回收装置8包括用于回收清洗后的清洗液，对于不具备清洗功能的微滴喷射设备来说，该清洗液回收装置8及所述的循环系统7均为非必要设置。该清洗液回收装置8可以通过设置回收容器（图中未示出）进行清洗液的回收，也可以通过设置回收管道（图中未示出）以便将清洗液排放到其他地方。该清洗液回收装置8可以设置一个固定在支撑架9上的喷头固定装置81，用于多喷嘴喷头1的固定或限位。该喷头固定装置81下方放置有回收容器或者与回收管道相连接。

所述的支撑架9用于固定支撑上述各装置，本实施例具体的，该支撑架9包括位于底部的基座91及设置在基座91上方的龙门支架92。所述的XY轴移动装置3安装在该基座91上，所述的Z轴移动装置4安装在该龙门支架92上。所述的溶液箱6、循环系统7及清洗液回收装置8的喷头固定装置81均可以固定安装在该龙门支架92上。

所述的控制系统用于对整体微滴喷射设备的控制。

本发明所述的微滴喷射设备具有两种喷射方法，单一材料喷射及多材料喷射。如图10所示，为单一材料喷射方法，其包括如下步骤（为方便说明，设本实施例所述多喷嘴喷头1内设有四个溶液通道，分别为溶液通道a、b、c、d，对应溶液箱6的四个箱体62内的四种溶液，即溶液A、B、C、D）：

步骤一，选择喷涂溶液类型：根据待喷涂对象的需求选择相应的喷涂溶液种类，将不同种类的溶液注入在分区域的溶液箱6内。

步骤二，回原点：将XY轴移动装置3、工作台2、多喷嘴喷头1、喷头旋转装置5及Z向移动装置4组成的多轴运动平台回至原点。

步骤三，喷涂：首先根据需求选择待喷涂溶液类型，通过控制系统对各溶液箱6的箱体62两区域出口处的三位四通换向电磁阀61进行信号输出，实现对各溶液的注入、封闭、循环等控制。进一步地，本案例选用喷涂溶液B为例进行阐述，控制系统发出喷涂信号，与溶液B相对应的三位四通换向电磁阀61进入喷射工况610状态（其他电磁阀为停止工况611），溶液箱6的溶液B输出端与溶液入口端613接通，清洗液输出端与清洗液入口端614相连，清洗液停止注入，溶液B输出端、溶液入口端613及多喷头连接端615相接通，溶液B进入多喷嘴喷头1中的b号溶液流入孔113，经多喷嘴喷头1中的各传输通道进入b号喷嘴142；同时，在溶液的传输过程中，结合b号喷嘴142所在半径位置进行半径补偿，即通过XY轴移动装置3使多喷嘴喷头1的b号喷嘴142移至喷射位置），由X、Y、Z轴组成的多轴运动平台并通过半径补偿实现溶液的精准喷涂。特别地，当待喷涂对象有负喷涂角度时（喷涂角度是待喷涂平面与工作台2所形成的角度），可通过喷头旋转装置5放置多喷嘴喷头1的角度，从而实现负角度的喷涂作业。

步骤四，清洗喷头，待喷涂完毕后，三位四通换向电磁阀61进入停止工况611，同时，将多喷嘴喷头1横移至清洗液回收装置8处，可以将多喷嘴喷头1放置在喷头固定装置81上，以固定多喷嘴喷头1；溶液箱6内相应溶液区域621溶液出口处的三位四通换向电磁阀61转换至清洗喷头工况612，待喷涂溶液进入溶液循环系统7，清洗液通过换向电磁阀注入多喷嘴喷头1内部进行清洗，清洗后的清洗溶液流入到清洗液回收装置8进行回收，从而实现对多喷嘴喷头1的自动化清洗。

步骤五，清洗完毕后，将三位四通换向电磁阀61换向至停止工况611状态。

步骤六，回原点：将清洗完后的多喷嘴喷头1恢复至机床原点，等待下一次的喷涂。

本发明所述的微滴喷射设备还可以同时喷涂多种溶液，并随机搭配溶液喷涂顺序，具体喷射方法如图11所示，其包括如下步骤（同样的，为方便说明，设本实施例所述多喷嘴喷头1内设有四个溶液通道，分别为溶液通道a、b、c、d，对应溶液箱6的四个箱体62内的四种溶液，即溶液A、B、C、D）：

步骤一，选择喷涂溶液类型：根据待喷涂对象的需求选择相应的喷涂溶液种类，将不同种类的溶液注入在分区域的溶液箱6内。

步骤二，回原点：将XY轴移动装置3、工作台2、多喷嘴喷头1、喷头旋转装置5及Z向移动装置4组成的多轴运动平台回至机床原点。

步骤三，喷涂：首先根据需求选择待喷涂溶液类型，通过控制系统对各溶液箱6的溶液区域出口处的三位四通换向电磁阀61进行信号输出，实现对各溶液的注入、封闭、循环等控制。当首先需要选用喷涂溶液B进行喷射时，控制系统发出喷涂信号，与溶液B相对应的三位四通换向电磁阀61进入喷射工况610状态，其他电磁阀为停止工况611；溶液箱6的溶液B输出端与溶液入口端613接通，清洗液输出端与清洗液入口端614相连，清洗液停止注入，溶液B输出端、溶液入口端613及多喷头连接端615相接通，溶液B进入多喷嘴喷头1中的b号溶液流入孔113，经多喷嘴喷头1中的各传输通道进入b号喷嘴142；同时，在溶液的传输过程中，结合b号喷嘴142所在半径位置进行半径补偿，即通过XY轴移动装置3使多喷嘴喷头1的b号喷嘴142移至喷射位置），由X、Y、Z轴组成的多轴运动平台并通过半径补偿实现溶液的精准喷涂。特别地，当待喷涂对象有负喷涂角度时，可通过喷头旋转装置5对多喷嘴喷头1旋转角度，从而实现负角度的喷涂作业。当需要更换其他材料进行喷射时，例如选用溶液A进行喷射时，控制系统启动电机13，由电机13带动多喷嘴喷头1的内部部件旋转，使溶液通道a所对应的a号喷嘴142旋转至加工位置，由于此时已经进行过半径补偿，因此可以直接由控制系统控制相应的三位四通换向电磁阀61工作，由X、Y、Z轴组成的多轴运动平台控制实现溶液的精准喷涂。如还需其他材料喷涂，依序进行上述步骤。

步骤四，清洗喷头，待喷涂完毕后，所有三位四通换向电磁阀61进入停止工况611，同时，将多喷嘴喷头1横移至清洗液回收装置8处，溶液箱6内各区域溶液出口处的所有三位四通换向电磁阀61转换至清洗喷头工况612，待喷涂溶液进入溶液循环系统7，清洗液通过换向电磁阀注入多喷嘴喷头1内部的所有溶液通道进行清洗，清洗后的清洗溶液流入到清洗液回收装置8进行回收，从而实现对多喷嘴喷头1的自动化清洗。

步骤五，清洗完毕后，将所有三位四通换向电磁阀61换向至停止工况611状态。

步骤六，回原点：将清洗完后的多喷嘴喷头1恢复至机床原点，等待下一次的喷涂。

需要说明的是，本发明中所述的“连接”、“固定”、“安装”等表示两部件相互连接的用语，可以通过螺纹、螺钉、焊接或者另外设置连接部件进行连接，这些连接、固定或者安装结构是本领域常用结构，不再详细说明。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故但凡依本发明的权利要求和说明书所做的变化或修饰，皆应属于本发明专利涵盖的范围之内。

Claims (10)

1.一种多喷嘴喷头微滴喷射设备，其特征在于：包括多喷嘴喷头（1）、工作台（2）、XY轴移动装置（3）、Z轴移动装置（4）、溶液箱（6）、支撑架（9）以及控制系统；该多喷嘴喷头（1）安装在Z轴移动装置（4）上，且其位于该工作台（2）上方，该工作台（2）安装在XY轴移动装置（3）；该支撑架（9）用于安装各部件；所述的多喷嘴喷头（1）包括主体（11）、芯轴（12）、电机（13）及多喷嘴结构（14）；该主体（11）为中空结构，该芯轴（12）安装在该主体（11）的中空腔（111）内，在该主体与芯轴之间设有若干间隔设置的环槽（10），各环槽之间互不相通；该主体（11）的外壁（112）内设有若干通至主体上表面的溶液流入孔（113）；该芯轴（12）内设有若干通至芯轴下表面的溶液流出孔（121）；所述电机（13）的旋转轴（131）与所述芯轴（12）相连接；所述的多喷嘴结构（14）固定安装在所述芯轴（12）下方，其与芯轴同步旋转，该多喷嘴结构（14）内设有若干喷嘴通道（141），该喷嘴通道（141）的下方形成有喷嘴（142）；所述溶液流入孔（113）、环槽（10）、溶液流出孔（121）及喷嘴通道（141）的数量相同，且一一依序相通，并组成若干溶液通道。

2.根据权利要求1所述的一种多喷嘴喷头微滴喷射设备，其特征在于：所述的多喷嘴结构（14）可拆卸地安装在所述的芯轴（12）下方。

3.根据权利要求1所述的一种多喷嘴喷头微滴喷射设备，其特征在于：所述的多喷嘴结构（14）包括底座（143）及喷嘴体（144），该底座内设有若干底座段喷嘴通道（145），该喷嘴体内设有若干喷头段喷嘴通道（146），各底座段喷嘴通道（145）及喷头段喷嘴通道（146）一一连接并共同构成所述的喷嘴通道（141），所述的喷头段喷嘴通道（146）下方形成有所述的喷嘴（142）；所述的底座（143）固定在所述芯轴（12）上，该底座下方设有具有螺纹的连接口（149），所述的喷嘴体（144）上方设有具有螺纹的连接凸台（140），两者通过螺纹可拆卸连接。

4.根据权利要求1所述的一种多喷嘴喷头微滴喷射设备，其特征在于：所述的环槽（10）通过在所述主体（11）的外壁（112）内侧设置内环槽（114）而形成；或者该环槽（10）通过在所述芯轴（12）的外周设置外环槽（122）而形成；又或者该环槽（10）包括设置在所述主体（11）的外壁（112）内侧的内环槽（114）及设置在所述芯轴（12）的外周的外环槽（122），所述位置相对的内环槽和外环槽共同组成一个所述的环槽（10）。

5.根据权利要求1所述的一种多喷嘴喷头微滴喷射设备，其特征在于：所述的环槽（10）包括设置在所述主体（11）的外壁（112）内侧的内环槽（114）及与内环槽位置相对的设置在所述芯轴（12）的外周的外环槽（122）；该主体（11）与芯轴（12）之间设置有一芯轴套筒（15），该芯轴套筒与主体之间通过若干密封环（16）实现各环槽（10）之间的密封，且该芯轴套筒（15）上相对于每个环槽（10）位置至少设置有一个通孔（151），通过该通孔连通位置相对的主体上内环槽（114）和芯轴上外环槽（122）。

6.根据权利要求5所述的一种多喷嘴喷头微滴喷射设备，其特征在于：所述的主体（11）和芯轴（12）之间设置有两个轴承（17），两个轴承分别位于所述芯轴套筒（15）的上下两端，且下方轴承的下方抵靠在所述多喷嘴结构（14）的上表面，上方轴承的上方通过一轴承卡簧（18）固定。

7.根据权利要求1所述的一种多喷嘴喷头微滴喷射设备，其特征在于：所述的主体（11）包括本体（115）及盖体（116）；本体（115）为筒状结构，其与盖体（116）固定连接；所述的溶液流入孔（113）同时设置在所述本体（115）及盖体（116）内，并开口于盖体上表面；所述的电机（13）固定在盖体（116）上方，其旋转轴（131）穿过盖体（116）与主体（11）内部的芯轴（12）相连接。

8.根据权利要求1-7任一所述的一种多喷嘴喷头微滴喷射设备，其特征在于：进一步包括喷头旋转装置（5），该喷头旋转装置包括旋转电机（50）、移动板（51）及可由旋转电机带动呈360度旋转的夹持结构（54），该移动板（51）与所述Z向移动装置（4）上的运动部件相连接，该夹持结构（54）夹持所述的多喷嘴喷头（1）。

9.根据权利要求8所述的一种多喷嘴喷头微滴喷射设备，其特征在于：所述的喷头旋转装置（5）进一步包括旋转传送带（52）及旋转从动轴（53）；该旋转从动轴轴联接在所述移动板（51）上，该旋转传送带连接在旋转电机（50）和旋转从动轴（53）之间，所述的夹持结构（54）与所述旋转从动轴（53）连接；该旋转电机（50）与夹持结构（54）分设在所述移动板（51）的两侧。

10.根据权利要求1-7任一所述的一种多喷嘴喷头微滴喷射设备，其特征在于：进一步包括循环系统（7）及清洗液回收装置（8）；该循环系统（7）包括循环管道和循环泵；所述的溶液箱（6）内设有若干箱体（62），每个箱体内均设置有两个单独的区域，溶液区域（621）及清洗液区域（622），同一箱体两个区域的出口共同连接有一个三位四通换向电磁阀（61）；该三位四通换向电磁阀设有溶液入口端（613）与溶液区域（621）相接通、清洗液入口端（614）与清洗液区域（622）相接通、多喷头连接端（615）连接多喷嘴喷头（1）对应溶液通道的输入端以及循环系统端（616）接通循环系统（7）。