CN104759374B - 喷洒装置及其喷洒方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种喷洒装置，包括用于放置工件的支撑平台、与支撑平台相对的工作平台及悬置在工作平台上的悬臂。工作平台上设有导轨，悬臂的一端与导轨滑动连接，悬臂在朝向工件的位置上设有若干喷嘴。在喷洒装置使用过程中，可以通过程序控制使悬臂沿着导轨以预定的速度滑动，并通过喷嘴对工件上补液不足的区域进行补充喷液。从而能够高效的对工件进行均匀补液，有效提高了传统的喷洒装置的使用效果，尤其提高了其自动化程度。相比较机器人喷涂补液方法而言，这种装置还能够节约投入成本。除此之外，上述喷洒装置除了具有喷水的功能之外，还具有喷墨、喷气等功能，用途更加广泛。

Description

喷洒装置及其喷洒方法

技术领域

本发明涉及一种喷洒装置，特别是涉及多晶硅铸锭生产领域所使用的石膏模具的喷洒装置及该喷洒装置的喷洒方法。

背景技术

在光伏行业，石英坩埚是多晶硅铸锭成型的必备耗材。传统的大型石英坩埚生产良率在很大程度上由石膏模具的表面湿度决定。石膏模具在铸锭成型一段时间后，其各表面与棱边的水份含量会出现很大差异，为了将石膏模具的表面湿度控制在一定的范围内，需要对石膏模具进行相应地补液处理。传统的补液方法主要有：人工补液及机器人喷涂补液等。

传统的人工补液方法，工作劳动强度大、效率低、效果差，且很难达到石膏模具均匀补液的目的；机器人喷涂补液方法，价格昂贵，对于1000×1000×500mm³等大体积的石膏模具，这种补液方法的工作效率太低，加上维修成本高，目前还没有被得到广泛的推广应用。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种能够高效的对石膏模具进行均匀补液的喷洒装置及其喷洒方法。

一种喷洒装置，包括用于放置工件的支撑平台、与所述支撑平台相对的工作平台及悬置在所述工作平台上的悬臂；所述工作平台上设有导轨，所述悬臂的一端与所述导轨滑动连接，所述悬臂在朝向所述工件的位置上设有若干喷嘴。

在其中一个实施例中，所述导轨为矩形导轨。

在其中一个实施例中，所述悬臂包括主体部及垂直设置在所述主体部上的水平部，所述主体部及水平部上在朝向所述工件的位置上均匀设置有所述喷嘴。

在其中一个实施例中，所述喷嘴的角度能够调节。

在其中一个实施例中，所述导轨上设有同步带，所述悬臂的一端设有与所述同步带相匹配的同步带轮。

在其中一个实施例中，还包括能够控制所述悬臂在所述工作平台上移动的伺服电机及可编程逻辑控制器，所述伺服电机与所述可编程逻辑控制器电性连接。

在其中一个实施例中，还包括与所述喷嘴连通的气液管路，所述气液管路上设有用于控制液体流量的计量泵。

在其中一个实施例中，所述喷嘴与所述气液管路之间还设有电磁阀，所述电磁阀与所述可编程逻辑控制器电性连接。

在其中一个实施例中，所述计量泵为柱塞隔膜计量泵。

在其中一个实施例中，所述计量泵与所述喷嘴之间依次设有用于监测液体流量的流量表及用于精确控制液体流量的流量控制阀。

在其中一个实施例中，所述计量泵与所述流量表之间还设有过滤器。

在其中一个实施例中，还包括用于测定所述工件表面水份含量的水份测定仪。

一种喷洒装置的喷洒方法，所述喷洒装置包括用于放置工件的支撑平台、与所述支撑平台相对的工作平台、悬置在所述工作平台上的悬臂、控制所述悬臂在所述工作平台上移动的伺服电机、用于测定所述工件表面水份含量的水份测定仪、用于补气或补液的气液管路及与所述伺服电机电性连接的可编程逻辑控制器；所述工作平台上设有导轨，所述悬臂的一端与所述导轨滑动连接，所述悬臂在朝向所述工件的位置上设有若干喷嘴，所述气液管路与所述喷嘴连通，所述气液管路上设有用于控制液体流量的计量泵；

所述喷洒装置的喷洒方法包括如下步骤：

将待喷洒的工件放置于支撑平台上，并对工件各可见表面进行坐标分区；

通过水份测定仪获取工件各坐标分区的表面的含水率；

设定计量泵流入气液管路内的气体或液体流量值；

将不同坐标分区的含水率测定值及预设的气体或液体流量值输入至可编程逻辑控制器中，经过可编程逻辑控制器运算处理后得到悬臂在不同坐标区域内运行速度；

根据运算处理结果，可编程逻辑控制器控制伺服电机，使悬臂沿导轨移动；

启动气液管路，通过喷嘴对工件表面进行气体或液体的喷洒。

上述喷洒装置，在与支撑平台相对的工作平台上设有导轨，悬臂的一端沿着导轨滑动，在悬臂上设有若干能够对工件进行喷液或喷气的喷嘴。在喷洒装置使用过程中，可以通过程序控制使悬臂沿着导轨以预定的速度滑动，并通过喷嘴对工件上补液不足的区域进行补充喷液。从而能够高效的对工件进行均匀补液，有效提高了传统的喷洒装置的使用效果，尤其提高了其自动化程度。相比较机器人喷涂补液方法而言，这种装置还能够节约投入成本。除此之外，上述喷洒装置除了具有喷水的功能之外，还具有喷墨、喷气等功能，用途更加广泛。

附图说明

图1为喷洒装置的三维结构示意图；

图2为喷洒装置的主视图；

图3为喷洒装置的俯视图；

图4为喷洒装置的左视图；

图5为喷洒装置的右视图；

图6为喷洒装置的喷洒方法流程图。

其中，具体元件对应编号列表如下：

具体实施方式

请参图1，本实施方式揭示了一种喷洒装置100，该喷洒装置100包括支撑平台110、工作平台120及悬置在工作平台120上的悬臂130。

支撑平台110上放置有需要经过喷气或喷液处理的工件200，本实施方式中，上述工件200为石膏模具。

工作平台120与支撑平台110相对设置，在工作平台120上设有导轨140，导轨140通过螺钉、螺栓等传统结构可拆卸的固定在工作平台120上。这种导轨140与工作平台120的可拆卸连接结构，可以根据工件200的实际结构的需要，选用不同类型的导轨140。如可以选用封闭结构（即环形结构）的导轨、非封闭结构的导轨，也可以选用具有圆形轨迹、矩形轨迹以及其它多边形轨迹的导轨。由于本实施方式中，主要将上述喷洒装置100用于对石膏模具进行喷气或喷液处理。因此，根据石膏模具的外廓结构，本实施方式中的导轨140优选为封闭的矩形结构。悬臂130的一端与导轨140之间滑动连接，在悬臂130上设有若干喷嘴131，本实施方式中所使用的喷嘴131为雾化喷嘴。

请参图2，支撑平台110及工作平台120水平设置，悬臂130包括与工作平台120垂直的主体部132及与工作平台120平行的水平部133。其中，水平部133可拆卸的设置在主体部132上任意高度的位置上，且主体部132及水平部133上均匀设置有喷嘴131，从而确保喷嘴131中喷射到工件200上的气体或液体的面积均匀一致。

主体部133的一端具有与导轨140滑动连接的连接部134。连接部134与导轨140之间的位移及速度可以通过手动控制，即通过手动调节将连接部134移动到工件200需喷气或喷液的区域上。此外，连接部134与导轨140之间的位移及速度也可以通过程序控制。本实施方式中采用程序控制的方式。

连接部134上可以设置有能够在导轨上滑动的滚轮，也可以设置有同步带轮135。本实施方式的连接部134上设置有同步带轮135，导轨140上设有与同步带轮135相匹配的同步带141。当同步带轮135沿轴心转动一定的角度时，同步带轮135沿导轨140移动一定的距离，因此，通过对同步带轮135的转速控制，即可以达到悬臂130与导轨140之间的位移及速度的精确控制。

连接部134上可以设置有一个同步带轮135，也可以有多个同步带轮135。请参图3至图5，本实施方式中，连接部134为一矩形连接块，在连接块底部四个角上分别设置有四个同步带轮135，导轨140的两侧部分别设有与同步带轮135相配接同步带141。上述连接部134的结构，能够确保悬臂130在导轨140上平稳运行。

水平部133位于工件200的顶部，且水平部133的水平延伸的末端与工件200的中心轴线逼近。水平部133的这种位置结构有助于喷洒装置100在喷气或喷液处理的过程中能够均匀的将气体或液体喷洒到工件200的任何死角区域内。

除此之外，喷洒装置100还包括能够控制悬臂130在工作平台120上移动方式的伺服电机150、可编程逻辑控制器160及气液管路170。伺服电机150与可编程逻辑控制器160电性连接。可编程逻辑控制器上设有供用户输入参数及编程的用户界面。

气液管路170的一端与液压源或气压源连通，另一端与喷嘴131连通，其主要用于向喷嘴131输送所需流量的气体或液体。在气液管路170上还设有用于开启气液管路170的气液管路开关（图中未示出）及用于控制液体流量的计量泵171。气液管路开关可以与可编程逻辑控制器160电性连接。计量泵171与喷嘴131之间依次设有用于监测液体流量的流量表173及用于精确控制液体流量的流量控制阀174。此外，计量泵171与流量表173之间还设有用于滤除液体中残留杂质的过滤器175，从而能够从源头上避免喷嘴阻塞的问题。优选方案中，上述计量泵171为柱塞隔膜计量泵。

悬臂130上的各个喷嘴131与气液管路170之间还设有电磁阀172。电磁阀172与可编程逻辑控制器160电性连接，其主要用于控制其所对应的喷嘴131的通断，从而实现工件200局部表面上的补液需求。此外，各个喷嘴131的角度还能够通过手动或自动的方式进行调节，从而能够更加灵活的对工件200上补液不足的区域进行补充喷液，提高补液的均匀性。

喷洒装置100还包括用于测定工件200表面水份含量的水份测定仪（图中未示出）。在使用过程中，水份测定仪测定工件200在各个部位上的水份含量，并将上述水份含量手动或自动输入到可编程逻辑控制器160中，即可通过可编程逻辑控制器160的运算处理程序得到悬臂130在各个部位上的运行速度。

请参图6，本实施方式还揭示了上述喷洒装置100的喷洒方法，其主要包括如下步骤：

步骤S110：将待喷洒的工件放置于支撑平台上，并对工件各可见表面进行坐标分区；

步骤S120：通过水份测定仪获取工件各坐标分区的表面的含水率；

步骤S130：设定计量泵流入气液管路内的气体或液体流量值；

步骤S140：将不同坐标分区的含水率测定值及预设的气体或液体流量值输入至可编程逻辑控制器中，经过可编程逻辑控制器运算处理后得到悬臂在不同坐标区域内运行速度；

步骤S150：根据运算处理结果，可编程逻辑控制器控制伺服电机，使悬臂沿导轨移动；

步骤S160：启动气液管路对工件表面进行气体或液体的喷洒。即，通过手动方式启动气液管路开关或通过可编程逻辑控制器启动气液管路开关，从而启动气液管路，并通过设置在悬臂上的喷嘴对工件表面进行气体或液体的喷洒。

其中，针对工件局部表面的补液，还可以通过可编程逻辑控制器控制单个喷嘴上所对应的电磁阀的信号通断的方式实现。

针对上述喷洒装置100的喷洒方法，提供一个对石膏模具进行吹扫、补水及喷墨处理过程的具体实施方式供参考：

首先，选取各侧面尺寸均为1000mm×500mm，重100KG的石膏模具200。将石膏模具200定位在支撑平台100的中心，将悬臂130回到伺服电机150的坐标原点位置。

启动可编程逻辑控制器160上喷气程序，伺服电机150带动悬臂130，沿着导轨140匀速运动一周，此时，可编程逻辑控制器160启动气液管路开关，喷嘴131喷出压缩空气，并将石膏模具200吹扫干净。

其次，将上述石膏模具200分为四个分区：每个分区长250mm，重25KG，且喷水后需将模具水分提高到12.5%。

使用水份测定仪测定石膏模具200各分区的含水率，分别为8%，11%，12%，7%。

调节计量泵171使将流量表173所显示的数值为100ml/s。

将上述含水率参数输入可编程逻辑控制器160上的用户界面后，可编程逻辑控制器160进行自动运算处理得到各分区水份与理想值（12.5%）之间的差值分别为4.5%，1.5%，0.5%，5.5%，得到各分区还需加入水量为1125ml，375ml，125ml，1375ml。将预设的气体或液体流量值100ml/s输入至可编程逻辑控制器160中，可编程逻辑控制器160运算处理得到各分区加水时间为11.25s，3.75s，1.25s，13.75s，进而确定悬臂130在各分区上的运行速度。

启动可编程逻辑控制器160上喷水程序，可编程逻辑控制器160控制伺服电机150输出控制脉冲，控制悬臂130在各分区分别以22.22mm/s，66.67mm/s，200mm/s，18.18mm/s的速度运行。

此时，可编程逻辑控制器160启动气液管路开关，启动补水程序，并将水分精确的加入石膏模具200各分区的表面上。

最后，启动可编程逻辑控制器160上喷墨程序，伺服电机150带动悬臂130，沿着导轨140再一次匀速环绕运动一周，完成石膏模具200的喷墨处理工序。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (13)

1.一种喷洒装置的喷洒方法，所述喷洒装置包括用于放置工件的支撑平台、与所述支撑平台相对的工作平台、悬置在所述工作平台上的悬臂、控制所述悬臂在所述工作平台上移动的伺服电机、用于测定所述工件表面水份含量的水份测定仪、用于补气或补液的气液管路及与所述伺服电机电性连接的可编程逻辑控制器；所述工作平台上设有导轨，所述悬臂的一端与所述导轨滑动连接，所述悬臂在朝向所述工件的位置上设有若干喷嘴，所述气液管路与所述喷嘴连通，所述气液管路上设有用于控制液体流量的计量泵；

其特征在于，所述喷洒装置的喷洒方法包括如下步骤：

将待喷洒的工件放置于支撑平台上，并对工件各可见表面进行坐标分区；

通过水份测定仪获取工件各坐标分区的表面的含水率；

设定计量泵流入气液管路内的气体或液体流量值；

将不同坐标分区的含水率测定值及预设的气体或液体流量值输入至可编程逻辑控制器中，经过可编程逻辑控制器运算处理后得到悬臂在不同坐标区域内运行速度；

根据运算处理结果，可编程逻辑控制器控制伺服电机，使悬臂沿导轨移动；

启动气液管路，通过喷嘴对工件表面进行气体或液体的喷洒。

2.一种采用如权利要求1所述的喷洒装置的喷洒方法的喷洒装置，其特征在于，包括用于放置工件的支撑平台、与所述支撑平台相对的工作平台及悬置在所述工作平台上的悬臂；所述工作平台上设有导轨，所述悬臂的一端与所述导轨滑动连接，所述悬臂在朝向所述工件的位置上设有若干喷嘴。

3.根据权利要求2所述的采用如权利要求1所述的喷洒装置的喷洒方法的喷洒装置，其特征在于，所述导轨为矩形导轨。

4.根据权利要求2至3中任一项所述的采用如权利要求1所述的喷洒装置的喷洒方法的喷洒装置，其特征在于，所述悬臂包括主体部及垂直设置在所述主体部上的水平部，所述主体部及水平部上在朝向所述工件的位置上均匀设置有所述喷嘴。

5.根据权利要求2所述的采用如权利要求1所述的喷洒装置的喷洒方法的喷洒装置，其特征在于，所述喷嘴的角度能够调节。

6.根据权利要求2所述的采用如权利要求1所述的喷洒装置的喷洒方法的喷洒装置，其特征在于，所述导轨上设有同步带，所述悬臂的一端设有与所述同步带相匹配的同步带轮。

7.根据权利要求2所述的采用如权利要求1所述的喷洒装置的喷洒方法的喷洒装置，其特征在于，还包括能够控制所述悬臂在所述工作平台上移动的伺服电机及可编程逻辑控制器，所述伺服电机与所述可编程逻辑控制器电性连接。

8.根据权利要求7所述的采用如权利要求1所述的喷洒装置的喷洒方法的喷洒装置，其特征在于，还包括与所述喷嘴连通的气液管路，所述气液管路上设有用于控制液体流量的计量泵。

9.根据权利要求8所述的采用如权利要求1所述的喷洒装置的喷洒方法的喷洒装置，其特征在于，所述喷嘴与所述气液管路之间还设有电磁阀，所述电磁阀与所述可编程逻辑控制器电性连接。

10.根据权利要求8所述的采用如权利要求1所述的喷洒装置的喷洒方法的喷洒装置，其特征在于，所述计量泵为柱塞隔膜计量泵。

11.根据权利要求8或9所述的采用如权利要求1所述的喷洒装置的喷洒方法的喷洒装置，其特征在于，所述计量泵与所述喷嘴之间依次设有用于监测液体流量的流量表及用于精确控制液体流量的流量控制阀。

12.根据权利要求11所述的采用如权利要求1所述的喷洒装置的喷洒方法的喷洒装置，其特征在于，所述计量泵与所述流量表之间还设有过滤器。

13.根据权利要求2所述的采用如权利要求1所述的喷洒装置的喷洒方法的喷洒装置，其特征在于，还包括用于测定所述工件表面水份含量的水份测定仪。