塑胶玩具多色自动喷涂机的设计分析

塑胶玩具多色自动喷涂机的设计分析

李康

东莞伟嘉塑胶电子制品有限公司 广东东莞 523000

摘 要 伴随塑胶玩具日益多样化发展，对其颜色种类以及数量层面要求不断增加，迫切需要设计自动多色喷涂机便于更好地开展塑胶玩具的喷涂生产操作。鉴于此，本文主要围绕着塑胶玩具自动多色喷涂机设计开展深入的研究和探讨，期望可以为后续更多设计技术工作者和研究学者对此类课题的实践研究提供有价值的指导或者参考。

关键词：喷涂机；塑胶玩具；自动；多色；设计；

前言

塑胶玩具传统喷涂机往往无法实现多色自动化喷涂操作，因而，综合分析塑胶玩具自动多色喷涂机设计，有着一定的现实意义和价值。

1、设计工艺

塑胶玩具的喷涂机，即借助机械手持式喷枪，把所需颜色喷至塑胶玩具所在表面位置，涂料因受压缩的空气流所产生作用之下，被吸至喷嘴位置，吹散成相应雾状后均匀喷涂至塑胶玩具所在表面。喷枪喷涂空气压力4.0~4.5*10⁵Pa范围，过小压力条件下，呈较低雾化程度，漆膜粗糙；过大压力条件下，会有强烈漆雾产生，漆膜过后或者流挂现象极易产生^[1]。涂料粘度15~26s；对于喷枪喷嘴和塑胶玩具相互间距离，需考虑到塑胶玩具具体外形尺寸、涂料种类和粘度、喷涂模具、空气压力各层面因素，尽量维持50~100mm距离范围；喷涂漆流实际方向，要求垂直于所需喷涂的玩具表面，防止喷涂漆膜缺乏均匀性所致喷涂质量层面问题产生；喷涂期间，喷枪实际移动速度以300~500mm/ｓ范围为宜，喷涂面1/3区域应注意重叠喷涂；待特定数量相应塑胶玩具喷涂完后，喷涂模具所在表面便会附着相应厚度油漆，务必对喷涂模具予以及时清洗处理。

2、设计分析

2.1 在工位设计层面

1）在旋转操作台型的工位设计层面

旋转操作台型的工位设计，即工件夹具以环形排列设于旋转操作台临近边缘侧位置，喷涂的机械手相应组件固定至工件的喷涂模具上面，能够绕着旋转操作台实现轴线转动。联动喷头和待喷涂相应工件，工件喷涂即可完成，旋转操作台型的工位设计期间，喷涂机的旋转操作台上面的固定座４个，放置所需喷涂相应塑胶玩具；边模处固定座的上端所对应位置设边模的旋转台边模，并设好喷枪的旋转台上所有喷枪组件，固定连接边模的旋转台与喷枪的旋转台各个喷涂组件，旋转操作台内需设好升降装置，升降装置受驱动力影响上下可实现往复运动，所需喷涂的塑胶玩具相应边模处固定好座合模便可实施喷涂。塑胶玩具一次喷涂完成后，上升喷涂组件，旋转载着塑胶玩具操作台，运动至下个喷枪组件下方，上述动作重复，把后续塑胶玩具的颜色喷涂完成。旋转该旋转操作台一周，塑胶玩具喷涂四种颜色操作便可完成，人工取下所完成喷涂处理塑胶玩具，放置所需喷涂新的塑胶玩具^[2]。

2. 在直线运动类型的工位设计层面

直线运动类型的工位设计，即喷涂装置与洗模装置均呈线性布设，待喷涂工件实行直线运动，且依次经喷涂每个工位以及清洗工位，喷涂所需颜色，直线运动类型的工位设计期间，喷涂机内部串联组合喷涂工位以及清洗工位，促使塑胶玩具一条喷涂作业的生产线形成。待喷涂处理塑胶玩具呈步进形式的运动，且依次经喷涂每个工位以及清洗工位，将塑胶玩具实际需求的颜色种类各项喷涂操作以及和清洗处理喷涂模具操作有序完成，塑胶玩具最后运动至落料工位予以下料，塑胶玩具运动整个过程传递以及喷涂即可完成。

2. 在比选分析层面

旋转操作台型的工位之下，塑胶玩具单台喷涂机，可对塑胶玩具的表面实施多种颜色喷涂，生产效率高，人工层面劳动强度可得以降低。但喷涂机仍有缺陷存在，如喷涂机集成喷枪以及边模，全部喷枪组件均固定至升降装置当中，结构更具复杂性，且增加整机安装以及后期维护操作难度性，喷涂模具更换处理不具便捷性；喷涂机把多种颜色相应喷枪放置同个操作室内实施喷涂，部分漆尘极易落至喷涂玩具所在表面，颜色混杂现象极易发生；因旋转操作台设计下，放置玩具工位较为有限，以至于喷涂颜色呈较少种类，无喷涂模具有效清洗以及干燥装置布设，自动清洗处理喷涂模具无法实现；喷涂机为边模喷涂，因边模喷涂局限性存在，以至于喷涂机为较小适用范围；相比之下，直线运动类型的工位设计之下，塑胶玩具单台喷涂机可满足于塑胶玩具整个表面较多种类的颜色喷涂操作需求，优势特点集中表现为：喷涂机呈模块化形式结构，多机组合极易实行，喷涂颜色以及种类较多；玩具喷涂操作室以及模具清洗操作室可予以分离，塑胶玩具是表面位置喷涂质量可得以提升，整机优化以及后期维护极具便捷性。经上述旋转操作台型、直线运动类型这两种工位设计比选分析可了解到，因塑胶玩具整个喷涂过程极具复杂性，所需喷涂处理颜色多，故更适宜选定可实现多种颜色种类自动喷涂直线运动类型这两种工位设计，其整机结构相对科学合理，且可为喷涂处理总体质量提供可靠性保证。

2.2 在移动模座层面

移动模座属于塑胶玩具处于不同工位当中互相传递、翻转喷涂基本机构，对塑胶玩具总体喷涂生产质量有着直接影响。塑胶玩具自动多色喷涂机设计期间，针对移动模座具体设计过程，夹模部分实行铰链连接，防止夹模张开以及合拢时候有压紧或者共轴情况产生，将安装调试难度系数降低，确保夹持端更加能够适应于不同夹模操作

^[3]；同时，移动式支撑座属于喷涂模的夹结构核心连接部件，主要用于喷涂模夹支撑结构，需设于水平直线相应导轨上面。移动式支撑座上面需安设空心轴式电机，需和喷涂处理模夹结构心轴配予以配合设置，带动着喷涂模夹整个结构旋转，促使塑胶玩具实现传递以及翻转喷涂自动操作。喷涂模夹整个结构当中，减速电机电源线应自空心轴的电机中心位置导出，便于布设线路。移动式支撑座高度需结合喷涂模夹整个结构边模最大张开高度予以确定。移动式模座需呈水平移动于不同工位相互间，运动期间不会与其余喷涂机部件互相干涉，玩具可在不同的工位相互间实现自动传递。

2.3 在同步带的传动结构层面

所设计同步带形式传动结构，内含输入部分轮组件、同步带两个、移动模座的同步带处连接板、中间部分轮组件、导向部分轮组件、从动部分轮组件。中间部分轮组件、输入部分轮组件、从动部分轮组件均设于机架上面，输入部分轮组件经膜片联轴装置伺服电机予以有效连接。其中一个同步带则连接输入部分轮组件以及中间部分轮组件；另一个同步带则连接导向部分轮组件、从动部分轮组件，且均安设至中间部位两根横梁当中，同步带处包角得以增加，同步带安装期间，可对其预紧力予以合理调节，确保运行起到平稳性可得以提升。移动模座位置同步带的连接板内含两个上下同步带的固定板和固定螺钉，上下部位同步带位置固定板则夹紧固定好同步带，借助螺钉固定于移动模座位置底板上。伺服电机处于转动状态下，同步带自动带动着移动模座逐步沿着导轨运动，塑胶玩具可自动移动于不同工位间，与设计要求相吻合。

结语

综上所述，塑胶玩具自动多色喷涂机设计期间，务必现把握好总体设计工艺，此次研究当中，经对旋转操作台型、直线运动类型这两种工位设计比选分析，确定直线运动类型的工位设计更适宜塑胶玩具自动多色喷涂操作，且具体设计期间还应结合具体需求，合理落实移动模座以及同步带的传动结构相关设计工作，以确保塑胶玩具自动多色喷涂机设计能够更加吻合于实际的设计要求。

参考文献

[1] 焦峥辉, 任雪娇, 王美妍,等. 基于PLC控制的自动喷涂机的设计[J]. 科技创新与应用, 2020, 10(009):413-414.

[2] 王娜. 基于FPGA的喷涂机运动控制系统设计[D]. 内蒙古大学, 2019.20(004):706-708.

[3] 林敏, 徐小明, 彭忠凯. 一种多工位全自动玩具喷涂机的设计[J]. 机电工程技术, 2017,15(011):310-311.