CN105149723A - 应用于中冷器芯子总成的焊剂喷涂装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种应用于中冷器芯子总成的焊剂喷涂装置，装置主要由顶部平台，水平滑台，防护窗，搁置板，储液箱，两个立柱，基座构成。所述顶部平台经过两对锥齿轮副将动力传递到两个对称立柱的竖直丝杠上，带动水平滑台在竖直方向运动，安装在升降板上的伺服电机驱动水平丝杠从而带动喷头组件在水平方向运动，即实现喷头二自由度可调。所述储液箱主要用于储存并回收喷液，箱中液体经过电机叶片进行均匀搅拌，并通过隔膜泵输送至喷头，喷涂过程中溅洒的多余喷液通过所述防护窗引流下落至箱中进行回收利用。本发明的装置通过横移及升降喷头能对不同规格芯子总成的进行喷涂，适用范围广，能满足大批量不同规格生产要求，提高了喷涂效率和喷涂质量。

Description

应用于中冷器芯子总成的焊剂喷涂装置

技术领域

本发明属于喷涂装置技术领域，涉及一种焊剂喷涂装置，尤其涉及一种应用于中冷器芯子总成内置紊流片的焊剂喷涂装置。

背景技术

中冷器是汽车涡轮增压***中重要的零部件，其主要作用是将涡轮增压器出来的高温高压气体在进入发动机前进行冷却。其市场需求量大，属于大批量生产零部件。在中冷器的制造工艺中，装配好紊流片的芯子总成在进入钎焊炉之前需要对紊流片喷涂焊剂。

目前关于中冷器芯子总成内置紊流片的焊剂喷涂，主要以人工喷涂为主，其工艺生产效率低下、喷涂质量差、环境污染严重，因此很有必要对高效的焊剂喷涂装备进行研究。

此外，目前针对中冷器芯子总成内置紊流片的自动焊剂喷涂问题市场上还没有公开装置，CN104339064A提到的助焊剂喷涂装置应用到太阳能电池板的喷涂领域，并且注重研究喷嘴流量的控制；CN103111714A提到的波峰焊机助焊剂喷雾装置主要应用于印制电路板领域，应用领域受限制。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种应用于中冷器芯子总成的焊剂喷涂装置。该装置可实现喷头的二自由度柔性可调，具有喷涂平稳、操作灵活的特点，可显著提高生产效率。

本发明的应用于中冷器芯子总成的焊剂喷涂装置，主要包括：顶部平台、两个立柱、水平滑台、防护窗、搁置板、储液箱和基座；

顶部平台包括顶板、水平光杆及固定于顶板上的两个轴承座和电机，水平光杆的两端分别安装于两个轴承座上，电机的输出轴通过刚性联轴器连接水平光杆的一端。为了减少丝杠因受热而产生的弯曲变形，轴承座内可以安装有一对深沟球轴承作为水平光杠的游动端支承，靠近电机布置的轴承座内可以设有一对以背靠背方式安装的角接触球轴承作为水平光杠的固定端支承。

每个立柱包括固定于基座上的立柱座及用螺栓联接在立柱座上的丝杠升降机。所述的丝杠升降机包括支撑框架、固定于支撑框架一侧面的支撑立板、竖直丝杠及分别固定于支撑立板上部和下部的导轨上定位块和导轨下定位块，在导轨上、下定位块之间安装有两根竖直圆柱导轨，两根竖直圆柱导轨的上端分别通过上锁紧螺母与导轨上定位块锁紧，下端分别通过下锁紧螺母与导轨下定位块锁紧，在导轨上定位块上方的支撑立板上固定有固定端支承轴承座，在导轨下定位块下方的支撑立板上固定有游动端支承轴承座，竖直丝杠的两端分别安装于固定端支承轴承座和游动端支承轴承座上，竖直丝杠上拧有丝杠螺母，构成滚珠丝杠螺母副，升降板与丝杠螺母固连，且两根竖直圆柱导轨穿过升降板限定升降板只进行竖直滑动，两个立柱的两个竖直丝杠的上端分别与水平光杆的两端通过两个锥齿轮副连接，通过两对锥齿轮副将动力传递到立柱的两个竖直丝杠升降机上。

上述电机可以选用电磁制动电机，因为滚珠丝杠螺母副无自锁作用，特别是两个滚珠丝杠即上述的竖直丝杠处于垂直传动时，在停机状态下物体会因自重下降，采用电磁制动电机可以实现自锁紧。

水平滑台包括导轨座、水平丝杠、固定于导轨座上的伺服电机和联接在导轨座上的两条水平矩形滑动导轨条，优选采用内六角沉头螺钉联接；导轨座中部开有凹槽，导轨座两端分别搭置在两个立柱的两块升降板上并固定，导轨座的两端分别固定一个轴承座，水平丝杠位于两条水平矩形导轨条中间，且两端分别安装于上述两个轴承座上，其中，靠近伺服电机的一端可以布置为固定端支承轴承座，另一端可以设为游动端支承轴承座。伺服电机驱动水平丝杠。升降板在直线导轨的导向作用下带动水平滑台Ⅱ实现竖直升降运动。

水平丝杠上设有喷头组件，喷头组件包括喷头杆、丝杠螺母、同轴线套置在丝杠螺母外侧的螺母支座、和与两条水平矩形导轨相配合的螺母座，丝杠螺母与水平丝杠构成丝杠螺母副，螺母支座与丝杠螺母通过螺钉联接，喷头杆顶端穿过导轨座上的凹槽与螺母支座底面螺纹连接，螺母座设于螺母支座上方，在两者之间设有间隙调整片，螺母座、间隙调整片及螺母支座通过内六角螺钉连接，喷头杆下部呈方形槽状，通过螺栓连接方形密封圈及与喷头杆下部相匹配的方形槽，二者之间形成密封的喷液腔体，喷头杆下端开有将喷头杆侧壁与该喷液腔体连通的进液孔，方形槽底部开有若干孔，每个孔内装有螺纹喷嘴，螺纹连接便于喷嘴的清洗及更换；喷头组件与丝杠固连并在两侧矩形导轨的导向作用下实现水平横移运动。

搁置板包括置物平板和固定于置物平板一端的挡板；置物平板上开有若干直线槽，与挡板实现对工件的定位；置物平板上开有若干泄流孔，主要用于多余喷液的泄流。搁置板的规格可以根据工件的规格进行匹配。

储液箱设置于基座上两个立柱之间，包括箱体、倾斜板、叶片和设于箱体外侧的电机，置物平板用螺钉联接于箱体的上盖上，箱体的上盖开有若干蜂窝孔，倾斜板呈悬臂状，其相对较高一端固定于箱体一侧内壁，在箱体该侧侧壁上倾斜板上方开有用于灌入已配置好喷液的进液口、下方开有出液口，出液口通过管道经隔膜泵与喷头组件上的进液孔连接，使喷液通过出液口被输送至喷头；叶片设置于倾斜板下方，电机的输出轴伸入箱体内，与叶片轴连接。

防护窗包括与导轨座下部固联的透明的上防护窗和固定于储液箱上部的透明的下防护窗，透明窗体可以便于观察喷涂过程，上防护窗呈方形筒状位于搁置板正上方，所覆盖的面积大于搁置板的面积，防止喷液外溅，下防护窗所覆盖的面积大于上防护窗所覆盖的面积，从而保证多余喷液能更好的回收利用。

将本发明装置中的多个电机均与控制器连接，可以实现对喷涂过程的自动控制，本发明的装置还可以在竖直圆柱导轨的两端以及水平矩形导轨的两端布置限位开关，使升降板达到升降行程极限或者喷头组件达到横移行程极限时，可以触发限位开关，报警并控制进行反向运动，可以保证竖直升降和水平横移运动的安全性。

此外，本发明的装置可以针对不同规格的产品，通过丝杠升降机调节喷头与产品上表面的最佳喷涂间距，通过调整出液口油压及流量实现不同的喷涂压力，通过设置水平电机转速及往复运动次数调节喷涂速度及次数。

本发明具有的有益效果是：本发明通过伺服电机驱动滚珠丝杠副实现喷头在水平方向的往复运动，通过光杠—双竖直丝杠同步升降机构实现喷头在竖直方向的定位，从而实现喷头二自由度柔性可调，工件规格适用范围广，可同时对多件工件进行喷涂，满足喷涂装置的平稳性和操作的灵活性要求，显著提高了生产效率和喷涂质量；此外，本发明装置中，多余喷液的回收再利用不仅有效改善了喷涂作业厂区的工作环境，有利于生产车间的管理，而且还减少化学喷液的排放，对环境友好，资源节约。

附图说明

图1为本发明的喷涂装置的结构示意图；

图2为顶部平台的部件结构示意图；

图3为立柱的部件结构示意图；

图4为丝杠升降机的结构示意图；

图5为水平滑台的结构示意图；

图6为水平滑台中的导轨座的结构示意图；

图7为本发明的喷头组件的结构示意图，(a)为外部示意图，(b)为剖视图；

图8为搁置板的结构示意图；

图9为对工件进行喷涂时的示意图；

图10为储液箱的结构示意图；

图中：Ⅰ、顶部平台；Ⅱ、水平滑台；Ⅲ、防护窗；Ⅳ、搁置板；Ⅴ、储液箱；Ⅵ、立柱部件；Ⅶ、基座；

1、顶板；2、5、24为锥齿轮副；3、水平光杆；4-1、4-2为轴承座；6、刚性联轴器；7、电机；8、丝杠升降机；9、升降板；10、螺栓；11、立柱座；12、固定端支承轴承座；13、上锁紧螺母；14、导轨上定位块；15、竖直丝杠；16、17、竖直圆柱导轨；18、丝杠螺母；19、支撑框架；20、导轨下定位块；21、下锁紧螺母；22、游动端支承轴承座；23、伺服电机；25、水平丝杠；26、喷头组件；27、水平矩形滑动导轨条；28、导轨座；29、上防护窗；30、螺母座；31、间隙调整片；32、螺母支座；33、丝杠螺母；34、喷头杆；35、喷嘴；36、工件；37、挡板；38、置物平板；39、下防护窗；40、箱体；41、进液口；42、倾斜板；43、叶片；44、出液口；45、电机；46、电机支架；47、支撑立板；48方形密封圈；49、方形槽。

具体实施方式

下面结合附图对本发明提出的一种应用于中冷器芯子总成的自动焊剂喷涂装置的结构原理和工作原理作进一步说明。

本发明的应用于中冷器芯子总成的焊剂喷涂装置，主要包括：顶部平台Ⅰ、两个立柱Ⅵ、水平滑台Ⅱ、防护窗Ⅲ、搁置板Ⅳ、储液箱Ⅴ和基座Ⅶ；

顶部平台Ⅰ包括顶板1、水平光杆3及固定于顶板1上的两个轴承座4-1、4-2和电磁制动电机7，水平光杆3的两端分别安装于两个轴承座4-1、4-2上，电磁制动电机7的输出轴通过刚性联轴器6连接水平光杆3的一端。所述轴承座4-1内可以安装有一对深沟球轴承作为水平光杠3的游动端支承，靠近电机7布置的轴承座4-2内可以设有一对以背靠背方式安装的角接触球轴承作为水平光杠3的固定端支承，这种支承方式能减少水平光杆因受热而产生的弯曲变形。

每个立柱Ⅵ包括固定于基座Ⅶ上的立柱座11及用螺栓10联接在立柱座上的丝杠升降机8。所述的丝杠升降机8包括支撑框架19、固定于支撑框架19一侧面的支撑立板47、竖直丝杠15及分别固定于支撑立板上部和下部的导轨上定位块14和导轨下定位块20，在导轨上定位块14和导轨下定位块20之间安装有两根竖直圆柱导轨16、17，两根竖直圆柱导轨16、17的上端分别通过上锁紧螺母13与导轨上定位块14锁紧，下端分别通过下锁紧螺母21与导轨下定位块20锁紧，在导轨上定位块14上方的支撑立板上固定有固定端支承轴承座12，在导轨下定位块20下方的支撑立板上固定有游动端支承轴承座22，竖直丝杠15的两端分别安装于固定端支承轴承座12和游动端支承轴承座22上，竖直丝杠15上拧有丝杠螺母18，构成滚珠丝杠螺母副，升降板9与丝杠螺母18固连，且两根竖直圆柱导轨16、17穿过升降板9限定升降板9只进行竖直滑动，两个立柱Ⅵ的两个竖直丝杠15的上端分别与水平光杆3的两端通过两个锥齿轮副2、5连接，通过两对锥齿轮副将动力传递到立柱的两个竖直丝杠升降机上。

由于竖直丝杠在传动过程中主要受轴向力作用，该力主要来源于锥齿轮副2、5转动时主动轮对从动轮向下的轴向压力及承载有水平滑台Ⅱ、防护窗Ⅲ的升降板9对丝杠向下的轴向压力；另外所用丝杠长径比大，属于细长杆，因此为了避免丝杠在轴向压力下会发生较明显的弯曲变形，这里将丝杠以拉杆受力的方式进行固定，即丝杠上端采用用固定端支承轴承座12、下端采用游动端支承轴承座22，这种支承方式保证了丝杠只会在轴向上发生微小拉伸变形而不会发生明显弯曲变形，从而有效减少丝杠受力，提高传动精度，并提高丝杠传动的稳定性及使用寿命。所述圆柱导轨摩擦系数小，不需要经常润滑，轴向承载能力强且安装、维护方便。

水平滑台Ⅱ包括导轨座28、水平丝杠25、固定于导轨座28上的伺服电机23和用内六角沉头螺钉联接在导轨座28上的两条水平矩形滑动导轨条27；导轨座28中部开有凹槽，导轨座两端分别搭置在两个立柱Ⅵ的两块升降板9上并固定，导轨座28的两端分别固定一个轴承座，水平丝杠25位于两条水平矩形导轨条27中间，且两端分别安装于上述两个轴承座上，其中，靠近电机布置的是固定端支承轴承座，另一端是游动端支承轴承座。在本例中，伺服电机23通过锥齿轮副24驱动水平丝杠25。升降板9在直线导轨的导向作用下带动水平滑台Ⅱ实现竖直升降运动。选用矩形滑动导轨，是由于其承载能力大、制造简单，适用于本发明中频繁往复运动的喷涂作业，采用内六角沉头螺钉联接导轨条和导轨座是便于在导轨条磨损后对其进行更换。

水平丝杠25上设有喷头组件26，喷头组件26包括喷头杆34、丝杠螺母33、同轴线套置在丝杠螺母33外侧的螺母支座32、和与两条水平矩形导轨27相配合的螺母座30，丝杠螺母33与水平丝杠25构成丝杠螺母副，螺母支座32与丝杠螺母33通过螺钉联接，喷头杆34顶端穿过导轨座28上的凹槽与螺母支座32底面螺纹连接，螺母座30设于螺母支座32上方，在两者之间设有间隙调整片31，螺母座30、间隙调整片31及螺母支座32通过内六角螺钉连接，喷头杆34下部呈方形槽状，通过螺栓连接方形密封圈48及与喷头杆34下部相匹配的方形槽49，二者之间形成密封的喷液腔体，喷头杆34下端开有将喷头杆侧壁与该喷液腔体连通的进液孔，方形槽底部开有若干孔，每个孔内装有螺纹喷嘴35，螺纹连接便于喷嘴的清洗及更换；喷头组件26与丝杠25固连并在两侧矩形导轨27的导向作用下实现水平横移运动。

间隙调整片31的作用是：在安装水平滑台Ⅱ时，先安装好水平丝杠和伺服电机，在保证丝杠轴线与导轨座两侧面对称及与导轨座底面平行的安装要求下再安装螺母座。在安装好丝杠后，导轨表面、螺母支座表面及丝杠轴心线在中心竖直方向上的相对尺寸固定，与螺母座厚度尺寸一道形成竖直方向尺寸链，为避免因尺寸链封闭而造成丝杠压弯，在安装螺母时必须在竖直方向上增加一个间隙调整片31来调整螺母座的安装位置。

搁置板Ⅳ包括置物平板38和固定于置物平板38一端的挡板37；置物平板上开有若干直线槽，与挡板实现对工件36的定位；置物平板上开有若干泄流孔，主要用于多余喷液的泄流。搁置板的规格可以根据工件的规格进行匹配。

储液箱Ⅴ设置于基座Ⅶ上两个立柱之间，包括箱体40、倾斜板42、叶片43和设于箱体外侧的电机45，置物平板38用螺钉联接于箱体的上盖上，箱体的上盖开有若干蜂窝孔，倾斜板42呈悬臂状，其相对较高一端固定于箱体一侧内壁，在箱体该侧侧壁上倾斜板42上方开有用于灌入已配置好喷液的进液口41、下方开有出液口44，出液口44通过管道经隔膜泵与喷头组件26上的进液孔连接，使喷液通过出液口被输送至喷头；叶片43设置于倾斜板42下方，电机45置于电机支架46上，其输出轴伸入箱体内，与叶片轴连接，倾斜板42可以增大进液及回收液的流动距离，加之叶片43对喷液的搅拌作用，从而使喷液能够混合得更加充分，浓度更加均匀。

防护窗Ⅲ包括与导轨座28下部固联的透明的上防护窗29和固定于储液箱上部的透明的下防护窗39，上防护窗29呈方形筒状位于搁置板正上方，所覆盖的面积大于搁置板的面积，下防护窗39所覆盖的面积大于上防护窗所覆盖的面积。

所述顶部平台Ⅰ经过两对锥齿轮副2,5将动力传递到两个对称立柱Ⅵ的竖直丝杠上，带动水平滑台Ⅱ在竖直方向运动，安装在升降板上的伺服电机23驱动水平丝杠25从而带动喷头组件在水平方向运动，即实现喷头二自由度可调。所述储液箱Ⅴ主要用于储存并回收喷液，箱中液体经过电机叶片进行均匀搅拌，并通过隔膜泵输送至喷头，喷涂过程中溅洒的多余喷液通过所述防护窗Ⅲ引流下落至箱中进行回收利用。

具体地，本发明的装置工作时，打开上防护窗29，将某一种规格的工件装在搁置板Ⅳ上并放置于储液箱Ⅴ上，关闭上防护窗29，开启电机7驱动水平光杆3，水平光杆3通过两对锥齿轮副将动力传递到两个对称立柱的竖直丝杠升降机8上，水平滑台Ⅱ在丝杠升降机的两个竖直圆柱导轨16、17的导向作用下实现竖直升降运动，以调节喷头组件26与工件的上表面达到最佳喷涂间距。在喷头调节完成后，通过进液口41向储液箱中注入外部已配好的喷液，通过电机45带动叶片43对箱中喷液进行均匀搅拌，出液口44通过管道经隔膜泵与喷头组件26上的进液孔连接，喷液通过出液口44被输送至喷头进行喷涂，开启伺服电机23驱动水平丝杠25实现喷头在水平方向的往复运动，从而通过控制电机的正反转次数及转速就能控制喷涂速度及重复次数。多余的喷液及喷溅在防护窗上的喷液自上而下通过搁置板的泄流孔及储液箱上表面蜂窝孔流入储液箱中进行回收再利用。

Claims (4)

1.应用于中冷器芯子总成的自动焊剂喷涂装置，其特征在于，该装置主要包括顶部平台Ⅰ、两个立柱Ⅵ、水平滑台Ⅱ、防护窗Ⅲ、搁置板Ⅳ、储液箱Ⅴ和基座Ⅶ；

顶部平台Ⅰ包括顶板(1)、水平光杆(3)及固定于顶板(1)上的两个轴承座(4-1、4-2)和电机(7)，水平光杆(3)的两端分别安装于两个轴承座(4-1、4-2)上，电机(7)的输出轴通过刚性联轴器(6)连接水平光杆(3)的一端；

每个立柱Ⅵ包括固定于基座Ⅶ上的立柱座(11)及通过螺栓(10)联接在立柱座上的丝杠升降机(8)，丝杠升降机(8)包括支撑框架(19)、固定于支撑框架(19)一侧面的支撑立板(47)、竖直丝杠(15)及分别固定于支撑立板上部和下部的导轨上定位块(14)和导轨下定位块(20)，在导轨上、下定位块(14、20)之间安装有两根竖直圆柱导轨(16、17)，两根竖直圆柱导轨(16、17)的上端分别通过上锁紧螺母(13)与导轨上定位块(14)锁紧，下端分别通过下锁紧螺母(21)与导轨下定位块(20)锁紧，在导轨上定位块(14)上方的支撑立板上固定有固定端支承轴承座(12)，在导轨下定位块(20)下方的支撑立板上固定有游动端支承轴承座(22)，竖直丝杠(15)的两端分别安装于固定端支承轴承座(12)和游动端支承轴承座(22)上，竖直丝杠(15)上拧有丝杠螺母(18)，升降板(9)与丝杠螺母(18)固连，且两根竖直圆柱导轨(16、17)穿过升降板(9)使得升降板(9)只进行竖直滑动，两个立柱Ⅵ的两个竖直丝杠(15)的上端分别与水平光杆(3)的两端通过两个锥齿轮副(2、5)连接；

水平滑台Ⅱ包括导轨座(28)、水平丝杠(25)、固定于导轨座(28)上的伺服电机(23)和两条平行的水平矩形滑动导轨条(27)；导轨座(28)中部开有凹槽，导轨座两端分别搭置在两个立柱Ⅵ的两块升降板(9)上并固定，导轨座(28)的两端分别固定一个轴承座，水平丝杠(25)位于两条水平矩形导轨条(27)中间，且两端分别安装于上述两个轴承座上，伺服电机(23)驱动水平丝杠(25)；

水平丝杠(25)上设有喷头组件(26)，喷头组件(26)包括喷头杆(34)、丝杠螺母(33)、同轴线套置在丝杠螺母(33)外侧的螺母支座(32)和与两条水平矩形导轨条(27)相配合的螺母座(30)，丝杠螺母(33)与水平丝杠(25)构成丝杠螺母副，螺母支座(32)与丝杠螺母(33)通过螺钉联接，喷头杆(34)顶端穿过导轨座(28)上的凹槽与螺母支座(32)底面螺纹连接，螺母座(30)设于螺母支座(32)上方，在两者之间设有间隙调整片(31)，螺母座(30)、间隙调整片(31)及螺母支座(32)通过内六角螺钉连接，喷头杆(34)下部呈方形槽状，通过螺栓连接方形密封圈(48)及与喷头杆(34)下部相匹配的方形槽(49)，二者之间形成密封的喷液腔体，喷头杆(34)下端开有将喷头杆侧壁与该喷液腔体连通的进液孔，方形槽(49)底部开有若干孔，每个孔内装有螺纹喷嘴(35)；

搁置板Ⅳ包括置物平板(38)和固定于置物平板(38)一端的挡板(37)；置物平板(38)上开有若干直线槽，与挡板(37)实现对工件(36)的定位；在直线槽之间开有若干泄流孔；

储液箱Ⅴ设置于基座Ⅶ上两个立柱之间，包括箱体(40)、倾斜板(42)、叶片(43)和设于箱体外侧的电机(45)，箱体(40)的上盖开有若干蜂窝孔，倾斜板(42)呈悬臂状，其相对较高一端固定于箱体一侧内壁，在箱体该侧侧壁上倾斜板(42)上方开有用于灌入已配置好喷液的进液口(41)、下方开有出液口(44)，出液口(44)通过管道经隔膜泵与喷头组件(26)上的进液孔连接，叶片(43)设置于倾斜板(42)下方，电机(45)的输出轴伸入箱体内，与叶片轴连接；

防护窗Ⅲ包括与导轨座(28)下部固联的透明的上防护窗(29)和固定于储液箱上部的透明的下防护窗(39)，上防护窗(29)呈方形筒状位于搁置板正上方，所覆盖的面积大于搁置板的面积，下防护窗(39)所覆盖的面积大于上防护窗所覆盖的面积。

2.根据权利要求1所述的应用于中冷器芯子总成的自动焊剂喷涂装置，其特征在于，所述的电机(7)为电磁制动电机。

3.根据权利要求1所述的应用于中冷器芯子总成的自动焊剂喷涂装置，其特征在于，所述的两条水平矩形滑动导轨条(27)用内六角沉头螺钉联接在导轨座(28)上。

4.根据权利要求1所述的应用于中冷器芯子总成的自动焊剂喷涂装置，其特征在于，所述的两个轴承座(4-1、4-2)中，靠近电机(7)的轴承座采用固定端支承轴承座，远离电机(7)的轴承座采用游动端支承轴承座。