硅橡膠自動涂敷機設計與開發(fā)

張濤 顧尚林

【摘 要】本文介紹了硅橡膠涂敷機的設計與開發(fā)過程，并對其設計方案、工藝流程、系統(tǒng)控制及其在生產(chǎn)中實際使用效果等方面進行了詳細說明。

【關鍵詞】硅橡膠 涂敷 投影管

【中圖分類號】 F407.8【文獻標識碼】B【文章編號】1672-5158（2013）07-0288-01

一、前言

投影管是CRT背投電視的關鍵部件之一，投影管組件上高壓帽的安裝質(zhì)量與背投電視的使用壽命密切相關。高壓帽內(nèi)必須涂敷一定劑量的硅橡膠，達到密封和連接作用，防止投影管內(nèi)部高壓泄露和高壓帽脫落，高壓泄露會造成投影管出現(xiàn)打火現(xiàn)象。為此，需要研制一種為投影管涂敷硅橡膠的專用設備，保證產(chǎn)品加工質(zhì)量穩(wěn)定、生產(chǎn)效率高、材料損耗較小并且操作簡便。

二、工藝分析和設計方案制定

1、現(xiàn)有涂膠工藝存在的問題

據(jù)調(diào)查，在國內(nèi)相關企業(yè)的實際生產(chǎn)中，投影管組件涂敷硅橡膠工序均采用人工擠膠方式，存在以下幾個方面的問題：

① 勞動強度大 按工藝要求一只45毫升裝的鋁管硅橡膠大約只能涂敷五只投影管，兩個工人輪流作業(yè)每人每天需要用手擠出一百五十只左右鋁管中的硅橡膠，對工人手指的磨損較大；

② 由于這種硅橡膠粘度較大（>100 Pa.S），鋁管中膠料不易徹底擠出，尾部殘留較多，造成材料損耗較大；

③ 用量不易控制，外形不規(guī)則，硅橡膠經(jīng)常涂抹在規(guī)定區(qū)域以外；

④ 經(jīng)測算，45毫升鋁管硅橡膠單位采購成本比330毫升大包裝的塑膠筒硅橡膠略高。

2、工藝方案的改進

經(jīng)過數(shù)次現(xiàn)場試驗和多方論證，確定了以下工藝方案：

① 供料方式：選用330毫升大包裝塑膠筒硅橡膠替代45毫升鋁管硅橡膠，一方面便于設備自動擠壓涂膠，另一方面還可降低膠料損耗和膠料的單位成本；

② 裝配順序：由于先裝配陽極高壓帽會干涉設備自動運行，為實現(xiàn)設備自動涂膠功能，故將先裝配高壓帽后涂膠改為先涂膠后裝接高壓帽；

③人員配備：涂膠工位由兩人減少為一人。

④ 設備運行流程如下圖（圖1）所示：

工人先將投影管組件擺放在設備旋轉(zhuǎn)工作臺上，工作臺上的定位裝置可以使投影管涂膠面保持在水平位置；雙手按壓啟動開關；設備下部工作臺帶動投影管組件旋轉(zhuǎn)，同時，設備上部擠膠氣缸開始動作，膠液從膠筒中慢慢流出；達到設定的擠膠時間后氣缸自動停止擠膠，投影管完成預定旋轉(zhuǎn)圈數(shù)后工作臺停止轉(zhuǎn)動；人工裝配高壓帽；取出工件，再進入下一次循環(huán)操作。

三、設備性能、技術(shù)參數(shù)、組成和電氣控制

1.設備性能

該設備配備有工件定位裝置，能快速準確實現(xiàn)對投影管組件定位；擠膠速度可調(diào)；工作臺轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)圈數(shù)可調(diào)；具有換膠自動報警裝置；設置雙聯(lián)啟動開關，可保護工人操作安全；設置異常情況緊停功能。

2.主要技術(shù)參數(shù)

適用產(chǎn)品規(guī)格：7” 投影管組件

生產(chǎn)節(jié)拍：20s左右

工件轉(zhuǎn)速：3～46 rpm可調(diào)

3.設備組成

該設備由機械、氣動和控制系統(tǒng)三部分組成。設備分為上下兩部分，分別是擠膠裝置和工件定位、升降、旋轉(zhuǎn)裝置。上部分擠膠裝置可放置和更換塑料筒硅橡膠，擠膠氣缸推動塑料筒底部活塞板擠出膠料；下部分有工件定位夾具，氣缸帶動工作臺升降，由于工作臺升降行程和重量均偏大，設有四柱導向裝置確保其平穩(wěn)升降，工作臺的旋轉(zhuǎn)由調(diào)速電機帶動。

4.設備電氣控制

該控制系統(tǒng)以先進、可靠的PLC為核心，對設備中各種檢測信號進行收集和反饋，通過客戶化專業(yè)編程軟件（GX Developer），對各輸入輸出信號進行邏輯編程和控制。設備運行中，可使用該軟件對設備程序的運行狀態(tài)進行全面監(jiān)視，也可用于設備異常的快速高效診斷和處理。

FX2n系列具備如下特點：最大范圍的包容了標準特點、程式執(zhí)行更快、全面補充了通信功能、適合世界各國不同的電源以及滿足單個需要的大量特殊功能模塊，可廣泛應用于各種工業(yè)自動化控制系統(tǒng)中。它還具有強大的可擴展性、運動控制、網(wǎng)絡接入、安全保護、遠程維護等特色功能，為工廠自動化應用提供最大的靈活性和控制能力。設備選用PLC型號為FX2n -32MT，配置輸入輸出信號各16個點，其中輸入為NPN源型，輸出為NPN晶體管輸出，提高控制輸出點使用壽命。

四、設備的先進性、安全性、可靠性、可維修性、創(chuàng)新點及環(huán)境風險

生產(chǎn)效率高，裝配質(zhì)量穩(wěn)定，降低勞動強度，操作簡單，異常情況可自動報警，設有安全保護裝置。該設備整體結(jié)構(gòu)簡單，動作可靠，維修方便。根據(jù)特定批次硅橡膠的粘度特性，通過調(diào)整擠膠氣缸的進、排氣流量，以及控制調(diào)速電機的轉(zhuǎn)速，使膠料流量與工件轉(zhuǎn)速適當配合，則可得到理想的圓環(huán)狀硅橡膠。

1.設備先進性

經(jīng)過生產(chǎn)車間長時間使用，證實該自制專用工藝設備生產(chǎn)效率高，質(zhì)量穩(wěn)定，降低勞動強度，減少硅橡膠損耗，簡化工位，操作簡單方便。

2.設備安全性

異常情況可自動報警，設有安全保護裝置。

3.可靠性和可維修性

該設備整體結(jié)構(gòu)簡單，動作可靠，調(diào)整及維修方便。

4.創(chuàng)新點

是自行研制的專用工藝設備。

5.環(huán)境風險評估

無廢棄物和有毒有害排放物；噪聲小，約65分貝。