硅橡胶自动涂敷机设计与开发

张涛 顾尚林

【摘 要】本文介绍了硅橡胶涂敷机的设计与开发过程，并对其设计方案、工艺流程、系统控制及其在生产中实际使用效果等方面进行了详细说明。

【关键词】硅橡胶 涂敷 投影管

【中图分类号】 F407.8【文献标识码】B【文章编号】1672-5158（2013）07-0288-01

一、前言

投影管是CRT背投电视的关键部件之一，投影管组件上高压帽的安装质量与背投电视的使用寿命密切相关。高压帽内必须涂敷一定剂量的硅橡胶，达到密封和连接作用，防止投影管内部高压泄露和高压帽脱落，高压泄露会造成投影管出现打火现象。为此，需要研制一种为投影管涂敷硅橡胶的专用设备，保证产品加工质量稳定、生产效率高、材料损耗较小并且操作简便。

二、工艺分析和设计方案制定

1、现有涂胶工艺存在的问题

据调查，在国内相关企业的实际生产中，投影管组件涂敷硅橡胶工序均采用人工挤胶方式，存在以下几个方面的问题：

① 劳动强度大 按工艺要求一只45毫升装的铝管硅橡胶大约只能涂敷五只投影管，两个工人轮流作业每人每天需要用手挤出一百五十只左右铝管中的硅橡胶，对工人手指的磨损较大；

② 由于这种硅橡胶粘度较大（>100 Pa.S），铝管中胶料不易彻底挤出，尾部残留较多，造成材料损耗较大；

③ 用量不易控制，外形不规则，硅橡胶经常涂抹在规定区域以外；

④ 经测算，45毫升铝管硅橡胶单位采购成本比330毫升大包装的塑胶筒硅橡胶略高。

2、工艺方案的改进

经过数次现场试验和多方论证，确定了以下工艺方案：

① 供料方式：选用330毫升大包装塑胶筒硅橡胶替代45毫升铝管硅橡胶，一方面便于设备自动挤压涂胶，另一方面还可降低胶料损耗和胶料的单位成本；

② 装配顺序：由于先装配阳极高压帽会干涉设备自动运行，为实现设备自动涂胶功能，故将先装配高压帽后涂胶改为先涂胶后装接高压帽；

③人员配备：涂胶工位由两人减少为一人。

④ 设备运行流程如下图（图1）所示：

工人先将投影管组件摆放在设备旋转工作台上，工作台上的定位装置可以使投影管涂胶面保持在水平位置；双手按压启动开关；设备下部工作台带动投影管组件旋转，同时，设备上部挤胶气缸开始动作，胶液从胶筒中慢慢流出；达到设定的挤胶时间后气缸自动停止挤胶，投影管完成预定旋转圈数后工作台停止转动；人工装配高压帽；取出工件，再进入下一次循环操作。

三、设备性能、技术参数、组成和电气控制

1.设备性能

该设备配备有工件定位装置，能快速准确实现对投影管组件定位；挤胶速度可调；工作台转速和旋转圈数可调；具有换胶自动报警装置；设置双联启动开关，可保护工人操作安全；设置异常情况紧停功能。

2.主要技术参数

适用产品规格：7” 投影管组件

生产节拍：20s左右

工件转速：3～46 rpm可调

3.设备组成

该设备由机械、气动和控制系统三部分组成。设备分为上下两部分，分别是挤胶装置和工件定位、升降、旋转装置。上部分挤胶装置可放置和更换塑料筒硅橡胶，挤胶气缸推动塑料筒底部活塞板挤出胶料；下部分有工件定位夹具，气缸带动工作台升降，由于工作台升降行程和重量均偏大，设有四柱导向装置确保其平稳升降，工作台的旋转由调速电机带动。

4.设备电气控制

该控制系统以先进、可靠的PLC为核心，对设备中各种检测信号进行收集和反馈，通过客户化专业编程软件（GX Developer），对各输入输出信号进行逻辑编程和控制。设备运行中，可使用该软件对设备程序的运行状态进行全面监视，也可用于设备异常的快速高效诊断和处理。

FX2n系列具备如下特点：最大范围的包容了标准特点、程式执行更快、全面补充了通信功能、适合世界各国不同的电源以及满足单个需要的大量特殊功能模块，可广泛应用于各种工业自动化控制系统中。它还具有强大的可扩展性、运动控制、网络接入、安全保护、远程维护等特色功能，为工厂自动化应用提供最大的灵活性和控制能力。设备选用PLC型号为FX2n -32MT，配置输入输出信号各16个点，其中输入为NPN源型，输出为NPN晶体管输出，提高控制输出点使用寿命。

四、设备的先进性、安全性、可靠性、可维修性、创新点及环境风险

生产效率高，装配质量稳定，降低劳动强度，操作简单，异常情况可自动报警，设有安全保护装置。该设备整体结构简单，动作可靠，维修方便。根据特定批次硅橡胶的粘度特性，通过调整挤胶气缸的进、排气流量，以及控制调速电机的转速，使胶料流量与工件转速适当配合，则可得到理想的圆环状硅橡胶。

1.设备先进性

经过生产车间长时间使用，证实该自制专用工艺设备生产效率高，质量稳定，降低劳动强度，减少硅橡胶损耗，简化工位，操作简单方便。

2.设备安全性

异常情况可自动报警，设有安全保护装置。

3.可靠性和可维修性

该设备整体结构简单，动作可靠，调整及维修方便。

4.创新点

是自行研制的专用工艺设备。

5.环境风险评估

无废弃物和有毒有害排放物；噪声小，约65分贝。