CN202667110U - 数控式紫外光源固化机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种数控式紫外光源固化机，包括机身、光源机构、输送机构、散热机构、灯距调节机构和用于集中式控制的控制机构；所述光源机构、输送机构、散热机构、灯距调节机构分别与控制机构控制连接且均固定在机身上；电子开关电源、输送机、风机和灯距调节器分别连接可编程逻辑控制器的四个输入端，可编程逻辑控制器的输出端连接触摸屏。本实用新型提供的数控式紫外光源固化机，曝光量、散热量能适应生产要求而自动调整，由于采用了集中式数控方式，调机和生产准备工作时间大大缩短，工作效率明显提高；也能最大化发挥光固化机的功率，节能省电、保证涂装质量的稳定性，也有利于保证设备使用安全和生产安全。

Description

数控式紫外光源固化机

技术领域

本实用新型涉及固化机，尤其涉及一种数控式紫外光源固化机。

背景技术

目前，广泛应用于涂装加工饰面板的紫外光源固化机，是由机身、光源、输送机、冷却系统和辅助控制装置五个部分组成。在生产过程中，涂饰面上的光敏涂料涂层，需经由输送机被送入到光固化机体内，接受光辐照，在高于一个特定的光强和一定的曝光时间下，固化成膜的目的才能得以完成，现有固化机存在以下问题：

1、曝光量问题：在实际应用中，由于使用的光固化涂料或作为加工对象的饰面板基材在类别、规格、性能和品质等方面存在差异，又由于涂布量和要求的涂装效果不同，所以经常需要对曝光量进行控制调整。若曝光量不足，则固化不能进行；曝光量过度，不但能耗增高，也会加速发光灯管的老化，还会造成涂膜或饰面板基材的老化，因此，掌握和确定最佳的曝光量，对于保证饰面板产品质量至关重要。

2、机身内温度问题：应用于涂装加工饰面板的光固化机的光源功率又都在6KW之上，光源虽然提供了紫外光固化能量，可是，目前没有任何一种光源能发出100％的紫外光，约占总输入50％以上的能量会转变为红外辐射并产生热。适当的环境温度，对光源工作稳定、保证工作效率和保证漆膜固化质量是有益的。但是，机体内积温若形成过热环境，轻则损害漆膜和基材，重则会导致设备发生热变形损伤。所以，从保证生产顺利进行和防止过热损害的角度出发，还要实时监测机体内的环境温度，运行冷却系统，将过热空气从机体内排出。

3、人工操作：旧式紫外光源固化机，对曝光量和机内温度的控制和调整，完全是依靠工人用手工操纵机械式开关的方式完成的，具体是：①用手按下操作面板上的电源开关，接通设备电源；②用手旋启输送机的旋钮式电源开关，接通输送机电源；③用手旋启控制输送机输送速度的变频器旋钮开关，使输送机进入传动状态；④用手旋启光源转换开关至半功率输出位置上，紫外光灯管进入到激发点亮状态；⑤待肉眼观察到亮灯后，再用手旋转光源转换开关至全功率输出的位置；⑥依据经验判断紫外光的发射态稳定后，再用手开启散热风机的开关。⑦按以上顺序完成操作后，也还要通过肉眼对试样的反复查看和判断，根据光强与灯管到辐照物的距离成反比的原理，用手转动控制灯支架升降的螺杆上的手柄，将灯管与辐照物间的距离调整到最佳，形成高光强，达到最大固化效率；⑧在光强一定的条件下，根据曝光量＝光强*曝光时间的原理，利用输送机上的变频器旋钮开关，调整输送带的传动速度，达到满足最佳曝光量的要求。⑨实时监测机体内环境温度，若手感涂装表面温度过热发烫，必要时就要停机降温，等待温度降到适合时，再开机继续工作。

总之，用手工操作控制紫外光源固化机的程序，繁琐复杂，工作效率低，对于操作者的经验和技能的要求很高，由于依靠操作者经验并采用手工操作方式进行曝光量的调整和温度调节，所以就很难保证精准度和可靠性，对涂装质量的稳定性和批量涂装产品的一致性及保证设备安全，都会产生很大影响。

实用新型内容

针对上述技术中存在的不足之处，本实用新型提供一种曝光量、散热量能适应生产要求而自动调整、工作效率高、节能省电及涂装质量好的数控式紫外光源固化机。

为实现上述目的，本实用新型提供一种数控式紫外光源固化机，包括机身、光源机构、输送机构、散热机构、灯距调节机构和用于集中式控制的控制机构；所述光源机构、输送机构、散热机构、灯距调节机构分别与控制机构控制连接且均固定在机身上；

所述控制机构包括触摸屏和可编程逻辑控制器，所述可编程逻辑控制器上设有一个输出端和四个输入端，所述可编程逻辑控制器的输出端连接触摸屏；

所述光源机构包括紫外光灯管、定光向朝下的反射罩、电子开关电源；所述紫外光灯管通过反射罩与电子开关电源电连接，所述电子开关电源连接可编程逻辑控制器的第三输入端；

所述散热机构包括温度传感器和风机；所述温度传感器固定在机身的侧面上；

所述灯距调节机构包括灯距调节器，所述灯距调节器连接可编程逻辑控制器的第一输入端。

其中，所述输送机构包括输送机、电机、链轮、变频器、传动轴、轴承座和滚筒式输送带；所述输送机通过轴承座连接电机，所述变频器、传动轴分别与电机驱动连接，所述链轮通过滚筒式输送带与电机连接，所述输送机连接可编程逻辑控制器的第二输入端。

其中，所述光源机构还包括灯箱和灯支架；所述紫外光灯管与反射罩分别安装在灯支架上，所述灯箱设置在机身侧面上且置于温度传感器下端。

其中，所述散热机构包括还风机；所述风机设置在输送机下端与链轮之间且连接可编程逻辑控制器的第四输入端。

其中，所述灯距调节机构还包括带有螺母的滚珠丝杠、伺服电机和接触器；所述伺服电机与接触器连接；所述灯距调节器通过紫外光灯管与滚珠丝杠连接。

其中，所述输送带包括链条和滚筒；所述链条与滚筒驱动连接。

本实用新型的有益效果是：与现有技术相比，本实用新型提供的数控式紫外光源固化机，在将手动操作的光固化机改进为由数控系统控制，其有益效果为：

1、在光源机构上，采用了可编程逻辑控制器调控电子开关电源的功率输出值，实现了对紫外光灯管的发光强度的数控式控制，并成为无级调光方式，能满足涂装各类饰面板和各种不同固化工艺的需求；

2、在散热机构上，机体内部的环境温度变化，由温度传感器测得，再由可编程逻辑控制器转换成开关量控制信号送给变频器，当开关量信号达到设定值时，变频器开启，此时风机接通电源，开始工作运行；

3、在灯距调节机构上，安装了灯距调节器，用于调节发射紫外光的灯管到辐照物之间的距离，实现最大化发挥光辐射功率的目的，保证了灯距调节过程简单、易控和精准。

4、在输送机构上，采用了链轮链条传动和滚筒式输送带设计，用可编程逻辑控制器通过变频器，控制电机的转速，从而实现了输送机的输送速度的数控方式，便利涂装板件平稳进入固化机中接受光辐照，也易于满足不同固化工艺对曝光量的精准需求。

通过对固化机的改进，操作变得简单而轻松、精确可靠，由于采用了集中式数控方式，调机和生产准备工作时间大大缩短，工作效率明显提高；也能最大化发挥光固化机的功率，节能省电；同时，保证涂装质量的稳定性和批量涂装产品的一致性，也有利于保证设备使用安全和生产安全。

附图说明

图1为本实用新型的数控式紫外光源固化机的控制机构示意图；

图2为本实用新型的数控式紫外光源固化机的光源机构示意图；

图3为本实用新型的数控式紫外光源固化机的输送机机构和灯距调节机构示意图；

图4为本实用新型的数控式紫外光源固化机的输送机机构和散热机构示意图；

图5为本实用新型的数控式紫外光源固化机的灯距调节机构示意图。

主要元件符号说明如下：

1、机身              2、灯箱

3、紫外光灯管        4、灯支架

5、光反射罩          6、电子开关电源

7、输送机            8、传动轴

9、轴承座            10、链轮

11、链条                             12、滚筒

13、电机                             14、变频器

17、灯距调节器                       15、滚珠丝杠

16、螺母                             18、伺服电机

19、接触器                           20、风机

21、温度传感器                       22、可编程逻辑控制器

23、触摸屏                           221、可编程逻辑控制器的的输出端

222、可编程逻辑控制器的第一输入端

223、可编程逻辑控制器的第二输入端

224、可编程逻辑控制器的第三输入端

225、可编程逻辑控制器的第四输入端

具体实施方式

为了更清楚地表述本实用新型，下面结合附图对本实用新型作进一步地描述。

本实用新型提供的数控式紫外光源固化机，包括机身、光源机构、输送机构、散热机构、灯距调节机构和用于集中式控制的控制机构；所述光源机构、输送机构、散热机构、灯距调节机构分别与控制机构控制连接且均固定在机身上；

请参阅图2-5，光源机构包括紫外光灯管3、定光向朝下的反射罩5、电子开关电源6、灯支架4和灯箱2；紫外光灯管3通过反射罩5与电子开关电源6电连接；且紫外光灯管3与反射罩5分别安装在灯支架4上，灯箱2设置在机身1的侧面上且置于温度传感器21的下端；给紫外光灯管3直接供电的是一款输出功率能从10％-100％连续可调的电子开关电源6，采用可编程逻辑控制器调控电子开关电源5的功率输出值，实现了对紫外光灯管3的发光强度的数控式控制，并成为无级调光方式，能满足涂装各类饰面板和各种不同固化工艺的需求；

在输送机机构中，包括输送机7、电机13、链轮10、变频器14、传动轴8、轴承座9和链条11、滚筒12组成滚筒式输送带；输送机7通过轴承座9连接电机13，变频器14、传动轴5分别与电机13驱动连接，链轮10通过输送带与电机13连接，本机构采用了链轮链条传动和滚筒式输送带设计，由电机13驱动传动轴8，带动由链条11和滚筒12组成的滚筒式输送带传动，采用可编程逻辑控制器22通过变频器14，控制电机13的转速，从而实现了输送机7的输送速度的数控方式，便利涂装板件平稳进入固化机中接受光辐照，同时，也易于满足不同固化工艺对曝光量的精准需求。

在散热机构中，包括固定在机身1侧面上的温度传感器21和风机20，风机20设置在输送机7下端与链轮10之间，机体内部的环境温度变化，由温度传感器21测得，并转换成电阻信号传递给可编程逻辑控制器22，再由可编程逻辑控制器22转换成开关量控制信号送给变频器15，当开关量信号达到设定值时，变频器14开启，此时风机20接通电源，开始工作运行。由可编程逻辑控制器可编程逻辑控制器22控制变频器14的启动、运行和停止，实现了对散热机构的数控方式。

在灯距调节机构中，安装了灯距调节器17、带有螺母的滚珠丝杠15、伺服电机18和接触器19；伺服电机18与接触器19连接；灯距调节器17通过紫外光灯管3与滚珠丝杠15连接，用于调节发射紫外光灯管3到辐照物之间的距离，实现最大化发挥光辐射功率的目的。驱动方法是：滚珠丝杠15具有经旋转可上下移动的螺母16，由伺服电机20驱动滚珠丝杠17转动，并转换为灯支架的升降运动，实现灯距的调整。伺服电机18的工作电源由接触器19控制，而接触器19工作状态，由可编程逻辑控制器22根据灯距调整的实际情况控制，实现了灯距的数控式调节。保证了灯距调节过程简单、易控和精准。

相较于现有技术的情况，本实用新型提供的数控式紫外光源固化机，通过对固化机的改进，操作变得简单而轻松、精确可靠，由于采用了集中式数控方式，调机和生产准备工作时间大大缩短，工作效率明显提高；也能最大化发挥光固化机的功率，节能省电；同时，保证涂装质量的稳定性和批量涂装产品的一致性，也有利于保证设备使用安全和生产安全。

请进一步参与图1，在本控制机构的工作原理：控制机构包括触摸屏23和可编程逻辑控制器22，可编程逻辑控制器22上设有输出端和四个输入端，触摸屏23连接可编程逻辑控制器的输出端221，电子开关电源6连接可编程逻辑控制器的第三输入端224、风机20连接可编程逻辑控制器的第四输入端225和灯距调节器17连接可编程逻辑控制器的第一输入端222，输送机7连接可编程逻辑控制器的第二输入端223，连接触摸屏23为控制的上级，主要作用是与下层的可编程逻辑控制器22通信，获取控制指令和设备工作过程中的数据，电子开关电源6、输送机7、灯距调节器17、风机和温度传感器的工作状态、报警画面、数据查询和参数设置等。

运行控制机构时，是按顺序设计自动进行的：首先，接通控制机构电源。待2秒钟后，触摸屏23自动显示出“操作协议”画面；然后，触摸该画面下方的“接受”键，则弹出一个任务窗口，按照该窗口上的对话提示，正确选择相应的基材名称、光固涂料颜色和输入板材厚度规格数据后，触摸窗口下方设置的“确认”键，触摸屏23自动切换到主菜单画面。在主菜单画面上方显示的是刚才设置的任务名称和数据；主页画面中间显示的是输送速度、光功率、机内温度的实时检测数据；主菜单画面的下方从左至右给出了输送、灯管、风机三个选择键。只要触摸其中一个选择键，触摸屏23的显示就会切换到与选择对应的人机对话控制画面。此时，可按照画面提示和实际需要，进行精准操作控制。

根据工艺安排，为保证固化质量和生产安全，控制机构按下列逻辑控制关系运行：①、只有当确认了基材名称、光固化涂料颜色和板材厚度数据后，输送机7才能自动开启和运行；②、只有当输送机7运行进入平稳状态后，紫外光灯管3才能点亮与关灯；③、当输送机7停止运行时，风机20至少延时10秒钟，才能自动关机。

对灯距调节器17和输送机7的运行控制，实则是依据生产实践经验，将经验控制数据事先写入了可编程逻辑控制器22的系统控制程序中。

灯距调节器17的自动运行方式是，通过触摸屏23将关于基材种类、涂料颜色的模拟信号和基材厚度规格数字信号，直接传送给可编程逻辑控制器22的模拟输入模块和数字输入模块。可编程逻辑控制器22经过智能控制运算后，将控制信号送给伺服电机18，此时伺服电机18自动启动和完成转矩运行。滚珠丝杠17在伺服电机20的拖动下，实现灯距的自动调整。

运行输送机7的控制时，通过触摸屏23，选择主菜单上的“输送”键，则启动了可编程逻辑控制器22关于输送速度的控制程序的运行，经变频器14，给输送机7发送控制信号。输送机7便会按控制指令，启动、运行和停止。通常输送机7会以系统推荐的速度运行，运行数据会以米/分为单位，显示在触摸屏23的画面上。若是认为还有必要对当前输送速度进行调整，则需连触两次次主菜单上的“输送”键，在触摸屏23上弹出关于输送数据的对话窗口，按提示完成对输送速度的调整后，触“返回”键，触摸屏23则回到主菜单画面。

根据涂装生产的实际需要，调控紫外光灯管3发射的光强时，是通过电子电源6将输出电流I₀和电压V₀信号传送给可编程逻辑控制器22的模拟输入模块。可编程逻辑控制器22将采集的信号进行变换和存储后，与触摸屏23传送给可编程逻辑控制器22的设置参数作比较，经过智能控制运算后，再将控制信号送给为紫外光灯管3直接供电的电子开关电源6，控制电子开关电源6的工作运行状态，进而使得紫外光灯管3发射光强满足实际需要。

待紫外光灯管3进入正常工作状态后，温度传感器21会把在紫外光灯管3周围测得的温度信号以电阻信号传送给可编程逻辑控制器22的输入端222。现场的开关量信号通过电缆直接传送给可编程逻辑控制器22的数字输入模块。可编程逻辑控制器22完成对信号采集、变换和存储后，将信号送到触摸屏23进行实时显示，并对比经触摸屏23设置的系统运行参数，进行智能控制运算，再将启动、停止和运行的控制信号送给变频器14。通过变频器14自动实现散热风机20的开、关和排风量多少的控制。

以上公开的仅为本实用新型的几个具体实施例，但是本实用新型并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种数控式紫外光源固化机，其特征在于，包括机身、光源机构、输送机构、散热机构、灯距调节机构和用于集中式控制的控制机构；所述光源机构、输送机构、散热机构、灯距调节机构分别与控制机构控制连接且均固定在机身上；

所述控制机构包括触摸屏和可编程逻辑控制器，所述可编程逻辑控制器上设有一个输出端和四个输入端，所述可编程逻辑控制器的输出端连接触摸屏；

所述光源机构包括紫外光灯管、定光向朝下的反射罩、电子开关电源；所述紫外光灯管通过反射罩与电子开关电源电连接，所述电子开关电源连接可编程逻辑控制器的第三输入端；

所述散热机构包括温度传感器和风机；所述温度传感器固定在机身的侧面上；

所述灯距调节机构包括灯距调节器，所述灯距调节器连接可编程逻辑控制器的第一输入端。

2.根据权利要求1所述的数控式紫外光源固化机，其特征在于，所述输送机构包括输送机、电机、链轮、变频器、传动轴、轴承座和滚筒式输送带；所述输送机通过轴承座连接电机，所述变频器、传动轴分别与电机驱动连接，所述链轮通过滚筒式输送带与电机连接，所述输送机连接可编程逻辑控制器的第二输入端。

3.根据权利要求1或2所述的数控式紫外光源固化机，其特征在于，所述光源机构还包括灯箱和灯支架；所述紫外光灯管与反射罩分别安装在灯支架上，所述灯箱设置在机身侧面上且置于温度传感器下端。

4.根据权利要求3所述的数控式紫外光源固化机，其特征在于，所述散热机构包括还风机；所述风机设置在输送机下端与链轮之间且连接可编程逻辑控制器的第四输入端。

5.根据权利要求4所述的数控式紫外光源固化机，其特征在于，所述灯距调节机构还包括带有螺母的滚珠丝杠、伺服电机和接触器；所述伺服电机与接触器连接；所述灯距调节器通过紫外光灯管与滚珠丝杠连接。

6.根据权利要求5所述的数控式紫外光源固化机，其特征在于，所述输送带包括链条和滚筒；所述链条与滚筒驱动连接。

Images