硅橡膠自動涂敷機設計與開發

張濤 顧尚林

【摘 要】本文介紹了硅橡膠涂敷機的設計與開發過程，并對其設計方案、工藝流程、系統控制及其在生產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量與背投電視的使用壽命密切相關。高壓帽內必須涂敷一定劑量的硅橡膠，達到密封和連接作用，防止投影管內部高壓泄露和高壓帽脫落，高壓泄露會造成投影管出現打火現象。為此，需要研制一種為投影管涂敷硅橡膠的專用設備，保證產品加工質量穩定、生產效率高、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、現有涂膠工藝存在的問題

據調查，在國內相關企業的實際生產中，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，外形不規則，硅橡膠經常涂抹在規定區域以外；

④ 經測算，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

經過數次現場試驗和多方論證，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，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圈數后工作臺停止轉動；人工裝配高壓帽；取出工件，再進入下一次循環操作。

三、設備性能、技術參數、組成和電氣控制

1.設備性能

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

2.主要技術參數

適用產品規格：7” 投影管組件

生產節拍：20s左右

工件轉速：3～46 rpm可調

3.設備組成

該設備由機械、氣動和控制系統三部分組成。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升降，工作臺的旋轉由調速電機帶動。

4.設備電氣控制

該控制系統以先進、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進行全面監視，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自動化控制系統中。它還具有強大的可擴展性、運動控制、網絡接入、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、創新點及環境風險

生產效率高，裝配質量穩定，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。該設備整體結構簡單，動作可靠，維修方便。根據特定批次硅橡膠的粘度特性，通過調整擠膠氣缸的進、排氣流量，以及控制調速電機的轉速，使膠料流量與工件轉速適當配合，則可得到理想的圓環狀硅橡膠。

1.設備先進性

經過生產車間長時間使用，證實該自制專用工藝設備生產效率高，質量穩定，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

該設備整體結構簡單，動作可靠，調整及維修方便。

4.創新點

是自行研制的專用工藝設備。

5.環境風險評估

無廢棄物和有毒有害排放物；噪聲小，約65分貝。