CN115318469B - 一种钢木家具加工用表面喷塑装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种钢木家具加工用表面喷塑装置，包括机械臂、移动总成和静电喷枪。所述机械臂与移动总成连接，移动总成与静电喷枪连接，机械臂用于调整静电喷枪位于家具表面正上方。所述静电喷枪包括气缸、连接块和喷枪外壳，气缸固定连接在滑动件上，气缸的输出轴与连接块固定连接，连接块上具有导管，导管两侧设有连接管，喷枪外壳固定连接在连接块下方，滑动件下方设有超声检测总成，超声检测总成包括第一超声检测器和第二超声检测器，其中，喷枪外壳位于第一超声检测器和第二超声检测器之间，超声检测总成控制气缸的输出轴伸长行程，调整后续喷涂高度，从而使得静电喷涂后的涂层更加均匀。

Description

一种钢木家具加工用表面喷塑装置
技术领域
本发明涉及家具表面喷塑技术，尤其涉及一种钢木家具加工用表面喷塑装置。
背景技术
喷塑是将塑料粉末喷涂在零件上的一种表面处理方法。喷塑也就是我们常讲的静电粉末喷涂涂装，其处理工艺是20世纪80年代以来国际上采用较为普遍的一种金属表面处理的装饰技术，该技术与普通喷漆表面处理相比，优点体现在工艺先进、节能高效、安全可靠、色泽艳丽等方面，在钢木家具加工过程中需要通过喷塑装置对其表面进行喷涂。
现有的钢木家具表面喷塑装置，如专利号CN202122952138.X提出了解决无法准确了解料筒内剩余物料的含量，导致因添加物料不及时而导致抽泵存在空转的技术方案。目前静电喷涂的涂层均匀程度受工件大小和外形的影响较大，由于不同形状的工件受静电屏蔽或电力线分布不均匀，喷涂质量很难保证，有时需要手工补喷。在手工补喷时，每次喷涂得到的涂层厚度不能简单地进行叠加，究其原因是工件表面的形状受到上一次喷涂后涂层分布的影响，此时工件表面的形状被涂层厚度分布形状所取代，因此，再进行手工补喷时，具有较高的操作难度。鉴于此，有必要对现有的钢木家具表面喷塑装置进一步改进。
发明内容
为了解决上述现有技术存在的缺陷，本发明提出了一种钢木家具加工用表面喷塑装置，对现有静电喷漆进行改进，使得喷漆涂层将更加均匀。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种钢木家具加工用表面喷塑装置，包括机械臂、移动总成和静电喷枪，其特征在于，所述机械臂与移动总成连接，移动总成与静电喷枪连接，机械臂用于调整静电喷枪位于家具表面正上方，
所述移动总成包括连接盘，连接盘与机械臂连接，所述连接盘上还设有连接杆，连接杆与保护壳连接，所述保护壳内部设有滑动件和驱动件，驱动件控制滑动件的位移行程，所述静电喷枪连接在滑动件下方，
所述静电喷枪包括气缸、连接块和喷枪外壳，所述气缸固定连接在滑动件上，气缸的输出轴与连接块固定连接，所述连接块上具有导管，导管两侧设有连接管，喷枪外壳固定连接在所述连接块下方，所述滑动件下方设有超声检测总成，超声检测总成包括第一超声检测器和第二超声检测器，其中，所述喷枪外壳位于第一超声检测器和第二超声检测器之间，所述超声检测总成控制气缸的输出轴伸长行程。
在本发明的这种表面喷塑装置中，所述机械臂包括底座，所述底座上连接有旋转座，旋转座上连接有第一调节臂，第一调节臂与第二调节臂连接，所述第二调节臂上连接有第三调节臂，第三调节臂上连接有第一连接臂，第一连接臂与第二连接臂连接，所述第二连接臂与连接盘固定连接。
在本发明的这种表面喷塑装置中，所述保护壳内侧还固定连接有两个导杆，所述滑动件上还安装有导向件，导向件与导杆配合，所述驱动件的输出轴连接有皮带，滑动件上还具有卡扣，所述卡扣固定连接在皮带上。
在本发明的这种表面喷塑装置中，所述滑动件上还设有通孔，所述气缸的输出轴贯穿该通孔与连接块固定，其中，该通孔的孔径大于气缸输出轴直径。
在本发明的这种表面喷塑装置中，所述喷枪外壳上方还具有进料口，所述进料口与导管连接，进料口一侧还安装有导电口，所述喷枪外壳中部一侧还设有进气口，喷枪外壳下方安装有喷枪头，所述喷枪头上安装有雾化器。
在本发明的这种表面喷塑装置中，所述喷枪头内具有一内腔，该内腔与雾化器连接，静电喷枪在进行喷涂时，所述进气口通入空气对所述内腔施加压力。
在本发明的这种表面喷塑装置中，在所述机械臂将静电喷枪调整至家具表面正上方后，所述驱动件带动滑动件第一次往复运动，在往复运动的过程中静电喷枪启动，为单遍喷涂，在单遍喷涂后，所述驱动件继续控制滑动件往复运动并启动静电喷枪，为补偿喷涂，其中，在补偿喷涂时，所述超声检测总成控制静电喷枪的喷涂高度。
在本发明的这种表面喷塑装置中，所述单遍喷涂和补偿喷涂时，所述静电喷枪的参数保持不变。
在本发明的这种表面喷塑装置中，因静电喷枪的参数保持不变，每次喷涂轨迹也基本一致，此时，需要调整静电喷枪的喷涂高度，确定家具表面高度为T，预计涂层高度为H，补偿喷涂高度为Q，在单遍喷涂层上任意取点A、B、C，其中，Q1= T1H1-AT2或Q2= BH2或Q3=T1H1-AT3。
在本发明的这种表面喷塑装置中，所述静电喷漆进行补偿喷涂时，第一超声检测器和第二超声检测器将超声波射入到单遍涂层中，最后反射回波信号，根据反射回波信号得知此处的涂层厚度。
在本发明的这种表面喷塑装置中，所述第一超声检测器41的反射回波信号确定此处的涂层高度a1，第二超声检测器42的反射回波信号确定另一处的涂层高度a2，对比a1和a2从而判断该涂层曲线呈上升趋势或呈下降趋势。
在本发明的这种表面喷塑装置中，若a1大于a2则该涂层呈下降趋势，控制气缸的输出轴伸长，降低静电喷枪的喷涂高度，若a1大于a2则该涂层呈下降趋势，控制气缸的输出轴收缩，升高静电喷枪的喷涂高度，从而在单遍喷涂后的涂层上施加另一涂层，达到使涂层更加均匀的目的。
实施本发明的这种钢木家具加工用表面喷塑装置，具有以下有益效果：该表面喷塑装置通过在机械臂上安装移动总成和静电喷枪，使得静电喷枪具有更高的适用性。同时，静电喷枪与移动总成通过气缸连接，静电喷枪的两侧还设有超声检测总成，超声检测总成将超声波射入到涂层中，在涂层中产生多次反射波和透射波，最后反射回波信号，根据反射回波信号得知此处的涂层厚度，根据涂层厚度控制气缸的输出轴伸长行程，即调整后续喷涂高度，从而使得静电喷涂后的涂层更加均匀。
附图说明
图1为本发明表面喷塑装置的结构示意图；
图2为本发明移动总成和静电喷枪总成的结构示意图；
图3为本发明移动总成的爆炸结构示意图；
图4为本发明静电喷枪总成的安装示意图；
图5为本发明超声波传感器的安装示意图；
图6为本发明静电喷枪总成的结构示意图；
图7为本发明静电喷枪总成的剖视图；
图8为本发明家具表面涂层的曲线分布图；
图9为本发明家具表面涂层的曲线分析图；
附图标记表示为：1-机械臂，11-底座，12-旋转座，13-第一调节臂，14-第二调节臂，15-第三调节臂，16-第一连接臂，17-第二连接臂，2-移动总成，21-连接盘，22-连接杆，23-保护壳，24-导杆，25-滑动件，26-驱动件，27-皮带，28-卡扣，29-导向件，210-通孔，3-静电喷枪，31-气缸，32-连接块，33-导管，34-连接管，35-喷枪外壳，36-进料口，37-进气口，38-导电口，39-喷枪头，310-雾化器，311-弧形扣，312-内腔，4-超声检测总成，41-第一超声检测器，42-第二超声检测器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
如图1至图9所示，本发明的这种钢木家具加工用表面喷塑装置包括机械臂1、移动总成2和静电喷枪3。机械臂1与移动总成2连接，移动总成2与静电喷枪3连接，机械臂1用于调整静电喷枪3位于家具表面正上方。
如图1所示，机械臂1包括底座11。底座11上连接有旋转座12，旋转座12上外接有驱动源，旋转座12调节转向。旋转座12上铰接有第一调节臂13，第一调节臂13同样外接驱动源。第一调节臂13与第二调节臂14连接，第二调节臂14上连接有第三调节臂15。调节臂连接处均设有驱动源，通过多个调节臂调整静电喷枪3位置。第三调节臂15上连接有第一连接臂16，第一连接臂16与第二连接臂17连接，第一、第二连接臂上同样设有驱动源，第二连接臂17与移动总成2固定连接。
如图2至图3所示，移动总成2包括连接盘21，连接盘21与第二连接臂17固定连接。连接盘21上固定连接有连接杆22，连接杆22与保护壳23固定连接。保护壳23内部设有滑动件25和驱动件26，驱动件26控制滑动件25的位移行程。如图2所示，保护壳23内侧还固定连接有两个导杆24，滑动件25上还固定安装有两个导向件29，导向件29与导杆24配合。其中，导向件29开孔处还设有倒角，在安装导向件与导杆时，该倒角便于导杆插入导向件中。驱动件26的输出轴连接有皮带27，滑动件25上还固定连接有卡扣28，卡扣28固定连接在皮带27上。驱动件26的输出轴带动皮带27上的滑动件25运动。
如图4至图7所示，静电喷枪3连接在滑动件25下方，静电喷枪3包括气缸31、多个连接块32和多个喷枪外壳35。气缸31固定连接在滑动件25的两侧，多个连接块32经导管33固定连接，气缸31的输出轴与其中一个连接块32固定连接。滑动件25的两侧还设有两个通孔210，气缸31的输出轴贯穿该通孔210与连接块32固定连接，其中，该通孔210的孔径略大于气缸31输出轴的直径，避免气缸31的输出轴在滑动时卡死。连接块32与导管33连通，且连接块32下端还连接有导管33，连接块32两侧的导管33上还设有连接管34，连接管34外接液体膜。液体膜的组成为，将成膜剂、偶联剂、增塑剂和溶剂，按适当比例调配成一种类似于油漆的液体，再使用静电喷枪在待加工的钢木家具表面涂刷20～55um厚的涂层（也可以根据需要调节）。
喷枪外壳35固定连接在连接块32下方，喷枪外壳35上方还具有进料口36，进料口36与连接块32下方的导管33固定连接，进料口36的一侧还安装有导电口38，该导电口38用于给静电喷枪供电。喷枪外壳35靠近导电口的一侧连接有弧形扣311。喷枪外壳35中部一侧还设有进气口37，进气口37通入空气。喷枪外壳35下方安装有喷枪头39，喷枪头39上安装有雾化器310。喷枪头39内具有一内腔312，该内腔312与雾化器310连接。
在本实施例中，由于静电喷涂的要求被喷涂的工件必须是导体，所以针对木制品桌面时，需要在表面覆盖一层导电膜。导电膜的高度较为容易保证一致，但却很难保证导电膜的电力线分布均匀，因此静电喷涂的质量很难保证。如图5所示，滑动件25下方设有超声检测总成4，超声检测总成4包括第一超声检测器41和第二超声检测器42。第一超声检测器41和第二超声检测器42固定连接在滑动件25的下方，其中，喷枪外壳35位于第一超声检测器41和第二超声检测器42之间，超声检测总成4将超声波射入到涂层中，在涂层中产生多次反射波和透射波，最后反射回波信号，根据反射回波信号得知此处的涂层厚度，根据涂层厚度控制气缸32的输出轴伸长行程，即调整后续喷涂高度。
在本实施例中，首先需要通过机械臂1将移动总成2和静电喷枪3调整至钢木家具的正上方。在调整时，底座11保持不动，调整旋转座12、第一调节臂13、第二调节臂14、第三调节臂15、第一连接臂16以及第二连接臂17，保证移动总成2中保护壳23的横纵方向与钢木家具表面保持一致，此时，再确定静电喷枪3与钢木家具表面的初始喷漆高度，即可开始对钢木家具进行喷漆。
在本实施例中，在机械臂1将静电喷枪3调整至钢木家具表面正上方后。移动总成2开始工作，其中，如图3所示，启动驱动件26顺时针转动，驱动件26的输出轴带动皮带27顺时针转动。因卡扣28与滑动件25固定连接，卡扣28固定安装在皮带27上，故皮带27顺时针转动时，滑动件25朝远离驱动件26的方向移动。其中，由于皮带27为软性材质，并不能很稳定的支撑滑动件25。滑动件25上安装有导向件29，导向件29与导杆24配合，通过导杆24支撑滑动件25，使得滑动件25可稳定移动。当滑动件25从靠近驱动件26的一端移动至另一端后，启动驱动件26逆时针转动，带动滑动件25回至初始位置。
在滑动件25移动时，静电喷枪3随滑动件25移动，此时启动静电喷枪3。首先，导电口38接入负极，待加工钢木家具接入正极。加电压后在静电喷枪3与待加工钢木家具之间形成静电场，当电压足够高时(一般高压上限为100kV)，静电喷枪3附近区域的空气产生强烈电晕放电，并使静电场形成气体电离区域。此时，液体膜由进料口36进入内腔312内，最后经过雾化器310雾化分裂成细小的带电液滴，然后在电场力的作用下被带正极的待加工钢木家具吸附，最终涂覆在被涂件面上。在静电磁场下，电场力的大小取决于电场强度与漆粒上的电荷量。作用力的方向同电力线的方向相同，会在一定程度上加快漆粒的运动速度。电压升高会使产生的离流子增加，加强静电场的电场力，钢木家具表面部位的磁力线密度提高。在折角、边缘部位的锐角处，仅需要加强电场力即可使涂料的上漆率增加。而雾化的漆粒喷射到被涂物上还受到的外部作用力的影响（主要为空气阻力），空气阻力对漆膜的形成以及最终的喷涂效果都会产生一定程度的影响。因此在喷漆的过程中，向进气口37内通入空气对内腔312施加压力，从而提高喷涂质量。
在本实施例中，由于电力线分布不均匀，静电喷枪很难一次性保证喷涂质量，对此，在钢木家具表面喷过一次漆后，还可对钢木家具表面进行二次或多次补漆。其中，驱动件26带动滑动件25第一次往复运动，在往复运动的过程中静电喷枪3启动，对钢木家具表面进行喷涂，将此次喷涂定义为单遍喷涂。在单遍喷涂后，驱动件26继续控制滑动件25往复运动并启动静电喷枪，将此次喷涂定义为补偿喷涂，如图8所示。其中，单遍喷涂和补偿喷涂时，静电喷枪3的参数保持不变。因静电喷枪3的参数保持不变，每次喷涂轨迹也基本一致，此时，需要调整静电喷枪3的喷涂高度，从而优化单遍涂层后的涂层高度。
补偿喷涂时，每次喷涂得到的涂层厚度不能简单地进行叠加，究其原因是工件表面的形状受到上一次喷涂后涂层分布的影响，此时工件表面的形状被涂层厚度分布形状所取代，因此，再进行补偿喷涂时，涂层是在上一次喷涂的涂层上得到的，这里面实际上需要改变静电喷枪3喷涂时的高度。如图9所示，确定家具表面高度为T，预计涂层高度为H，补偿喷涂高度为Q，在单遍喷涂层上任意取点A、B、C，其中，Q1= T1H1-AT2或Q2= BH2或Q3= T1H1-AT3。因此，只需要得知单遍涂层上的取点高度，即可根据该高度调整静电喷枪3的喷漆高度。其中，预计涂层高度H的取值应该高于单遍喷涂涂层的最高点，为避免因静电压过高或喷涂距离过小，静电喷枪与被涂件之间的空气全部被击穿，此时会发生火花放电，将引起喷涂设备、有机溶剂燃烧、爆炸的不安全状态。
在本实施例中，在静电喷漆3进行单遍喷涂时，超声检测总成4不参与工作。静电喷漆3在进行补偿喷涂时，超声检测总成4控制静电喷枪的喷涂高度。其中，超声检测总成4包括第一超声检测器41和第二超声检测器42，靠近驱动件26的为第一超声检测器41，远离驱动件26的为第二超声检测器42。补偿喷涂时的具体工作原理为：当滑动件25再次朝远离驱动件26的方向移动时，静电喷枪3再次启动，与上述单遍喷涂时原理一致。在静电喷漆3进行补偿喷涂时，第一超声检测器41和第二超声检测器42将超声波射入到单遍涂层中，最后反射回波信号，根据反射回波信号得知此处的涂层厚度。其中，根据第一超声检测器41的反射回波信号确定此处的涂层高度a1，根据第二超声检测器42的反射回波信号确定另一处的涂层高度a2，对比a1和a2从而判断该涂层曲线呈上升趋势或呈下降趋势。若a1大于a2则该涂层呈下降趋势，控制气缸32的输出轴伸长，降低静电喷枪3的喷涂高度，若a1小于a2则该涂层呈上升趋势，控制气缸32的输出轴收缩，升高静电喷枪3的喷涂高度，从而在单遍喷涂后的涂层上施加另一涂层，达到使涂层更加均匀的目的。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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保护范围之内。

Claims (7)

1.一种钢木家具加工用表面喷塑装置，包括机械臂、移动总成和静电喷枪，其特征在于，所述机械臂与移动总成连接，移动总成与静电喷枪连接，机械臂用于调整静电喷枪位于家具表面正上方，
所述移动总成包括连接盘，连接盘与机械臂连接，所述连接盘上还设有连接杆，连接杆与保护壳连接，所述保护壳内部设有滑动件和驱动件，驱动件控制滑动件的位移行程，所述静电喷枪连接在滑动件下方，
所述静电喷枪包括气缸、连接块和喷枪外壳，所述气缸固定连接在滑动件上，气缸的输出轴与连接块固定连接，所述连接块上具有导管，导管两侧设有连接管，喷枪外壳固定连接在所述连接块下方，所述滑动件下方设有超声检测总成，超声检测总成包括第一超声检测器和第二超声检测器，其中，所述喷枪外壳位于第一超声检测器和第二超声检测器之间，所述超声检测总成控制气缸的输出轴伸长行程，
所述驱动件带动滑动件第一次往复运动，在往复运动的过程中静电喷枪启动，为单遍喷涂，在单遍喷涂后，所述驱动件继续控制滑动件往复运动并启动静电喷枪，为补偿喷涂，在单遍喷涂和补偿喷涂时，所述静电喷枪的参数保持不变，
在补偿喷涂时，第一超声检测器确定涂层高度a1，第二超声检测器确定涂层高度a2，若a1大于a2则涂层呈下降趋势，控制气缸的输出轴伸长，若a1小于a2则涂层呈上升趋势，控制气缸的输出轴收缩。
2.根据权利要求1所述的表面喷塑装置，其特征在于，所述机械臂包括底座，所述底座上连接有旋转座，旋转座上连接有第一调节臂，第一调节臂与第二调节臂连接，所述第二调节臂上连接有第三调节臂，第三调节臂上连接有第一连接臂，第一连接臂与第二连接臂连接，所述第二连接臂与连接盘固定连接。
3.根据权利要求1或2所述的表面喷塑装置，其特征在于，所述保护壳内侧还固定连接有两个导杆，所述滑动件上还安装有导向件，导向件与导杆配合，所述驱动件的输出轴连接有皮带，滑动件上还具有卡扣，所述卡扣固定连接在皮带上。
4.根据权利要求3所述的表面喷塑装置，其特征在于，所述滑动件上还设有通孔，所述气缸的输出轴贯穿该通孔与连接块固定，其中，该通孔的孔径大于气缸输出轴直径。
5.根据权利要求1所述的表面喷塑装置，其特征在于，所述喷枪外壳上方还具有进料口，所述进料口与导管连接，进料口一侧还安装有导电口，所述喷枪外壳中部一侧还设有进气口，喷枪外壳下方安装有喷枪头，所述喷枪头上安装有雾化器。
6.根据权利要求5所述的表面喷塑装置，其特征在于，所述喷枪头内具有一内腔，该内腔与雾化器连接。
7.根据权利要求6所述的表面喷塑装置，其特征在于，所述静电喷枪在进行喷涂时，所述进气口通入空气对所述内腔施加压力。
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