鋁蜂窩板材的涂膠貼面裝置及應(yīng)用

孫國恩 宋相軍

摘 要：介紹一種通過PLC控制系統(tǒng)，可對鋁蜂窩的板材進(jìn)行單面或雙面的涂膠裝置。同時將其應(yīng)用于高鐵的衛(wèi)生間上，通過其在實際中的應(yīng)用可以得知：使用該裝置對相應(yīng)的鋁蜂窩板材進(jìn)行自動感應(yīng)涂膠，使產(chǎn)品的質(zhì)量提高，同時提高了生產(chǎn)效率，有效降低了鋁蜂窩板的生產(chǎn)成本，并取得了一定的經(jīng)濟(jì)收益。

關(guān)鍵詞：PLC控制系統(tǒng) 鋁蜂窩 自動感應(yīng)涂膠

中圖分類號：TD528.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2019）01（a）-00-02

Abstract：This paper introduces a kind of gluing device for aluminum honeycomb sheet by PLC control system. At the same time， it is used in the toilet of high-speed railway. Through its application， it can be known that the device can automatically induce the coating of the corresponding aluminum honeycomb plate， improve and stabilize the coating quality of aluminum plate， improve the production efficiency， effectively reduce the production cost of aluminum honeycomb plate， and achieve certain economic benefits.

Key words：PLC control system； Aluminum honeycomb； Automatic induction coating

蜂窩結(jié)構(gòu)材料由于其強度高、質(zhì)輕和橫截面積小等特點而成為材料領(lǐng)域的一個重要分支來研究，同時又以一種新興產(chǎn)業(yè)而快速發(fā)展[1]。蜂窩材料是一種具有形似蜂窩的孔格組成的復(fù)合材料（如圖1所示），目前越來越多的應(yīng)用于航空航天、交通運輸、建筑等領(lǐng)域[2-4]。目前，國內(nèi)對蜂窩材料的設(shè)備和工藝也有所研究。翟振等設(shè)計了一種改進(jìn)蜂窩芯成型工藝[5]。劉天寶等研究了高強度鋁蜂窩自動化組裝設(shè)備及工藝[6]。梅明等研究了高強度鋁蜂窩半格結(jié)構(gòu)件滾壓成形關(guān)鍵技術(shù)[7]。楊波等研究了雙曲U型蜂窩結(jié)構(gòu)膠接件校驗?zāi)ぶ圃旌湍z接工藝[8]。許國輝等研究了自動鋁蜂窩芯板拉伸機[9]。

盡管國內(nèi)對蜂窩材料制造的設(shè)備及工藝的研究有一定的進(jìn)展，但大多數(shù)都集中于蜂窩芯的制造裝備與工藝，對面板的研究寥寥無幾。目前，在鋁蜂窩板類件的生產(chǎn)中，大多數(shù)是由操作工人進(jìn)行人工涂抹膠水，如果要雙面涂膠的話往往先人工進(jìn)行一面涂膠，再反過來進(jìn)行另一面人工涂膠，耗費時間長，生產(chǎn)效率低，使鋁蜂窩板的制造成本增加。本文所介紹的鋁蜂窩板材的涂膠貼面裝置正好能解決上述缺點，使鋁蜂窩板材的制造能離工業(yè)化生產(chǎn)更近一步。

1 鋁蜂窩結(jié)構(gòu)的膠接性能

從剝離強度公式中可以看出，剝離強度M不僅僅與選擇材料本身的性能有關(guān)系，同時還與成型工藝參數(shù)φ有關(guān)。當(dāng)φ值越大時，剝離強度M的值也隨之增加，其整體結(jié)構(gòu)的膠接性能也越好。

2 涂膠裝置介紹及應(yīng)用

該裝置主要是由鋁板輸送機構(gòu)、機架、行走橫梁、上涂膠貼面機構(gòu)和下涂膠貼面機構(gòu)等組成。

鋁板輸送機構(gòu)主要是由送料機架，鋁板置放平臺、導(dǎo)軌滑塊、油壓緩沖器、剛性螺釘和送料氣缸等組成。送料是采用氣缸驅(qū)動的形式，同時由導(dǎo)軌滑塊作為導(dǎo)向部件。首先將鋁板放置于置放平臺上，然后由送料氣缸將鋁板進(jìn)行送料，同時由剛性螺釘和油壓緩沖器來保證鋁板進(jìn)料位置的準(zhǔn)確性。

涂膠機構(gòu)是該裝置的核心模塊，該裝置的涂膠機構(gòu)包括上涂膠面機構(gòu)和下涂膠面機構(gòu)。其中上涂膠貼面機構(gòu)是由供膠裝置、勻膠裝置、上涂膠輥、上貼面機構(gòu)等組成；下涂膠貼面機構(gòu)是由滑板、勻膠裝置、吸料盤、下涂膠輥、下貼面機構(gòu)等組成。涂膠時為了保證涂膠的可靠性，該裝置采用力封閉的方式進(jìn)行涂膠。

該設(shè)備中的上貼面機構(gòu)、吸料盤和下貼面機構(gòu)含有紅外發(fā)射傳感器，當(dāng)鋁板由輸送機構(gòu)傳送過來時，用來感應(yīng)鋁板，使其能夠自動的完成一系列工藝流程；下涂膠貼面機構(gòu)中的滑板安裝了行程開關(guān)和傳感器，以便鋁板在輸送和涂膠過程中的可靠移動，同時又能保證設(shè)備的運行安全。

該裝置同時還設(shè)有PLC控制系統(tǒng)，其與鋁板輸送機構(gòu)、上涂膠貼面機構(gòu)和下涂膠貼面機構(gòu)相連接。當(dāng)PLC控制系統(tǒng)接收到相關(guān)的操作指令信號時，其將按所要求的目標(biāo)控制各個機構(gòu)的按照程序運行。首先，鋁板由送料傳送帶輸出到鋁板輸出機構(gòu)，隨后經(jīng)過上涂膠輥由供膠裝置對鋁板進(jìn)行涂膠，此時上貼面機構(gòu)上的紅外發(fā)射傳感器感應(yīng)到鋁板對其進(jìn)行貼面。如果只對鋁板的一面進(jìn)行涂膠，該裝置將完成一面涂膠的鋁板放置到出料輸送帶輸送出去。如果要對鋁板進(jìn)行雙面涂膠時，此時PLC系統(tǒng)將控制其余機構(gòu)繼續(xù)工作。將涂過一面膠的鋁板繼續(xù)傳送到吸料盤下方，此時吸料盤的紅外發(fā)射傳感器感應(yīng)到鋁板的同時將其吸附起來，從而使涂過一面膠的鋁板繼續(xù)傳送到下涂膠輥進(jìn)行另一側(cè)涂膠。其次，在下貼面機構(gòu)的紅外發(fā)射傳感器下進(jìn)行貼面。最后，由出料輸出帶將其輸送出去，從而使鋁板完成雙面涂膠。

3 結(jié)語

針對國內(nèi)鋁蜂窩板材生產(chǎn)的實際需求，介紹了一種能對鋁蜂窩板材自動感應(yīng)涂膠的涂膠裝置。此裝置設(shè)備簡單可行，滿足工業(yè)化生產(chǎn)需求。通過該設(shè)備對鋁蜂窩板進(jìn)行涂膠的實際應(yīng)用，能提高并穩(wěn)定鋁蜂窩板的涂膠質(zhì)量，同時提高了生產(chǎn)效率，有效降低了鋁蜂窩板的生產(chǎn)成本，并取得了一定的經(jīng)濟(jì)收益。

參考文獻(xiàn)

[1] 馬成，劉方軍.蜂窩材料加工工藝研究進(jìn)展[J].航空制造技術(shù)，2016（3）：48-54.

[2] Ahmed Abbadi，Y. Koutsawa，A.Carmasol，et al. Experimental and Numerical Characterization of Honeycomb Sandwich Composite Panels[J].Simulation Modelling Practice and Theory，2009，17（10）：1533-1547.

[3] P. Hard Segerstad，S. Toll，R.Larsson.Computational Modelling of Dissipative Open-Cell Cellular Solids at Finite Deformations[J].International Journal of Plasticity，2009，25（5）：802-821.

[4] 尹漢鋒，文桂林.基于簡化基本折疊單元法的蜂窩耐撞性優(yōu)化設(shè)計[J].機械工程學(xué)報，2011，47（16）：93-100.

[5] 翟振，楊鵬，曹蕙.蜂窩紙芯成型工藝的改進(jìn)研究[J].包裝工程，2013，34（1）：49-52.

[6] 劉天寶.高強度鋁蜂窩自動化組裝工藝及設(shè)備的研究[D].重慶理工大學(xué)，2013.

[7] 梅明.高強度蜂窩半格結(jié)構(gòu)件滾壓成形技術(shù)研究[D].中南大學(xué)，2013.

[8] 楊波，郭守玉，李洪哲，等.雙曲率U型蜂窩夾芯金屬膠接件校驗?zāi)ぶ圃旌湍z接工藝研究[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2017（12）：49-50.

[9] 許國輝，張立瑩.自動鋁蜂窩芯板拉伸機[J].機械制造，2009，47（537）：51-52.

[10] 趙景麗.蜂窩夾層結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的性能研究[D].西北工業(yè)大學(xué)，2002.

[11] 周祝林，楊云娣.夾層結(jié)構(gòu)滾筒剝離試驗方法[J].玻璃鋼，1991（2）：28-32.

[12] 楊柳.復(fù)合材料蜂窩夾層結(jié)構(gòu)性能與連接研究及其在汽車車身上的應(yīng)用[D].華南理工大學(xué)，2012.