專利名稱：面向工藝多樣性的模塊化涂布小車的接口設計方法
技術領域：
本發(fā)明涉及印刷技術領域，尤其是一種印刷涂布設備接口的設計方法。
背景技術：
涂布技術已經(jīng)廣泛應用于出版印刷、造紙、感光膠片，計算機等行業(yè)，已經(jīng)取得明顯的效果。新型的復合材料不斷出現(xiàn)，使涂布技術已成為發(fā)展高值化紡織品的重要技術，可運用于運動休閑、安全防護、交通用、工業(yè)用、舒適保健等機能性及產(chǎn)業(yè)用紡織品的開發(fā)，以提升產(chǎn)品附加價值及開發(fā)創(chuàng)新利于市場的紡織品。我國涂布機生產(chǎn)起步較晚，涂布紙發(fā)展緩慢，及對外技術交流少，使涂布機技術水平的提高處于平緩階段。目前，涂布機生產(chǎn)行業(yè)面臨著產(chǎn)品多、批量少、反應快等一系列巨大的挑戰(zhàn)與激烈的競爭，客戶不斷變化的需求，使涂布工藝的變化則尤為突出，每臺涂布設備都是“非標準”典型產(chǎn)品。所以涂布設備生產(chǎn)商就必須不斷地開發(fā)新產(chǎn)品、優(yōu)化現(xiàn)有機器、提高機器的功能靈活性，且要對市場的要求做出高度靈活的反應，提高產(chǎn)品的可適應性。對比國外企業(yè)設計印刷涂布設備時所采取的先進設計理念與設計方法，我國在此行業(yè)當前這類產(chǎn)品的設計無論從基礎理論，還是應用技術都存在著一定的差距，具體表現(xiàn)在缺乏先進的設計理念、缺乏先進的設計方法、缺乏實現(xiàn)設計的手段。涂布小車，即整個涂布頭設計成小車形式，獨立于涂布單元之外。當涂布工藝確定之后，只需將小車推入涂布單元，找準位置，正確安裝后即可生產(chǎn)。但目前國外研制的涂布小車重量大，難于搬運，而且定位難，嚴重地影響了生產(chǎn)的重復性，而國內(nèi)在此方面的研究剛剛開始，還未見產(chǎn)品投入市場。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明采用可適應設計的理念，針對涂布設備的涂布單元設計出具有專用標準接口的涂布小車來提高設備的可適應程度，小車式涂布系統(tǒng)，即整個涂布單元設計成小車形式。可適應設計要解決的首要問題是對不同產(chǎn)品多樣性的分析，可適應設計的基本思想是通過提高產(chǎn)品的適應能力主動滿足用戶需求的擴展與變化。涂布小車可適應接口的特征與設計方案
涂布小車與涂布設備主機通過可適應接口進行連接，接口采用基準平面與定位導軌使涂布小車與主機可靠精確對接，小車與涂布單元壁板緊密連接的定位靠一面兩銷來實現(xiàn)，避免由于高速運行下產(chǎn)生振動影響涂布頭的工作精度。接口功能分析與設計要求涂布小車設計的好壞，其最重要的決定因素就是小車的接口設計。接口即涂布小車與立柱之間以何種方式相連接、定位，以保證小車作為一個模塊化單元能夠擁有整體結(jié)構(gòu)相同或更好的功能，其設計有以下要求
1、定位準確
涂布小車模塊安裝在特殊的導向裝置上，可以平行的推進或移出，要保證安裝簡單，定位可靠。涂布小車應保證三個方向上的定位準確，即要保證X軸、Y軸、Z軸方向的準確定位，以保證涂布小車在工作時能保證正確的位置。2、易于更換
為使涂布小車模塊容易裝卸，因此要求涂布小車重量要小。生產(chǎn)期間模塊要與涂布裝置聯(lián)接為一體裝置。要使得小車與立柱的接口簡單，安裝方便，以便在涂布工藝發(fā)生改變時小車的更換簡單、方便快捷，這樣才能有效的體現(xiàn)涂布小車作為一個模塊在換輥效率上的優(yōu)勢。3、出口角度可調(diào)
由于工藝的不同，涂布結(jié)束后出口膜角度有可能不同，因此要保證膜的出口角度可以調(diào)節(jié)，提聞廣品多樣性。
此外，要保證接口有較少的接觸面或基準面，多采用通用或標準零部件，以減少加工成本與效率，提高接口的通用性，方面提高產(chǎn)品的多樣性。接口結(jié)構(gòu)設計方案該方案突破上述難點，創(chuàng)新性的設計出定位準確、易于更換的涂布小車模塊。采用一面兩銷定位案，齒輪齒條頂起機構(gòu)，其結(jié)構(gòu)簡圖如圖4所示整個涂布小車模塊沿一對斜面導向裝置平行的推進或移出，生產(chǎn)時小車作為一個模塊安裝在兩個立柱間，無須拆卸。涂布小車采用一面兩銷定位裝置分別限制X軸、Y軸、Z軸方向的自由度?；鶞拭姘ㄋ交鶞拭婧拓Q直基準面，水平基準面為涂布單元中左右壁板下平面，而豎直基準面為前端平面，這就要求壁板平面的加工精度高，誤差小。將小車推入，使涂布單元的前端與立柱壁板接口處的豎直平面相接觸，找準位置后，旋轉(zhuǎn)小車支架上的手柄，利用涂布小車上的齒輪齒條頂起機構(gòu)將涂布單元緩緩放下，使涂布單元下平面上的兩個六角定位銷正確進入立柱壁板相應的圓柱孔內(nèi)，利用一面兩銷定位原理，保證了小車的X、Y方向的正確定位，而Z方向則靠小車的重力來完成定位。相反，要撤離小車時，旋轉(zhuǎn)手柄，將六角定位銷從圓柱孔內(nèi)完全退出，利用蝸輪蝸桿的自鎖能力，使涂布單元與立柱壁板保持一定的間隙，然后拉動小車把手，即可將小車拉出，完成拆卸。在更換涂布小車時，該方案只需按上述操作，頂起涂布單元，拉出第一個涂布小車，然后推進第二個涂布裝置，對準基準面，將涂布單元正確定位，即可正常生產(chǎn)。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳述。圖I是典型涂布工藝原理圖。圖2是本發(fā)明各種模塊化涂布小車及其與主機的接口形式示意圖。圖3是本發(fā)明模塊化涂布小車及接口結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本發(fā)明涂布小車接口形式與結(jié)構(gòu)簡圖。圖5是傳統(tǒng)涂布機換輥工藝流程圖。圖6是本發(fā)明涂布小車換輥工藝流程圖。圖I中1、計量輥；2、涂布輥；3、背壓輥；4、轉(zhuǎn)移輥；5、供膠裝置；6、刮刀；7、存膠輥；8、襯輥；9、膜傳遞間隙；10、涂布輥；11、供料盤；12、涂布液；13、刮刀；14、計量輥；15、計量間隙；16、刮刀；17、供料盤；18、網(wǎng)紋涂料輥；19、膠輥。
具體實施方式
參考上述各附圖。涂布機主要由放卷裝置、涂布器、烘干裝置、糾偏裝置、和收卷裝置等構(gòu)成。涂布器是涂布機的核心單元，使用何種涂布方式對涂布機至關重要。目前對涂膜而言，主要的涂布方式有直接凹版涂布、逆向吻輥式涂布、三輥逆向涂布、三輥膠印轉(zhuǎn)移涂布、五輥式無溶劑涂布等五種，其結(jié)構(gòu)示意圖及原理圖見圖I。按照可適應接口理念，涂布單元設計成模塊化涂布小車形式，通過劃分適當?shù)哪K接口，確定涂布小車的功能和結(jié)構(gòu)，可根據(jù)研究需要更換為各種的涂布方式。不同的涂布小車模塊分別將不同涂布工藝所需的貯料箱、泵、輸料和回收管路、料槽、涂布滾筒等集合在一個方便移動、更換的小推車結(jié)構(gòu)的可移動裝置上，有利于安裝和運送輸料裝置和涂布滾筒?；诳蛇m應接口設計原理，模塊化涂布小車采用可適應接口與主機進行精確定位和縮緊，通過更換涂布小車，即可更改涂布工藝，提高了涂布機的多樣化涂布工藝的適應性。根據(jù)上述對涂布形式的分析，綜合考慮涂布小車的特點，提出兩種小車推入涂布單元的方案，一種是將小車在涂布壁板側(cè)面推入，另一種是從與壁板平行側(cè)推入，但由于涂布形式的多樣化，尤其是像五輥涂布這樣的結(jié)構(gòu)形式，占地空間大，這樣就必須要求涂布壁板寬度很大，所以選用平行側(cè)推入。根據(jù)上述功能分析，涂布單元具有相同的功能，因此涂布小車作為一個模塊，其模塊化示意圖如圖3所示。涂布小車接口適應性分析與評價由于涂布工藝的改變、涂布輥發(fā)生故障、涂料的改變等因素，要更換涂布輥，傳統(tǒng)涂布機中換輥比較麻煩，只能適應同類型的涂布工藝，可適應性低。傳統(tǒng)涂布機換輥工藝流程如圖5所示。根據(jù)對涂布小車的研究分析，涂布小車的采用可以提高換輥速度和效率，可以根據(jù)用戶的不同需求來改變涂布方式，更改涂布工藝，使得涂布機的可適應性大大的提高了。涂布小車涂布機的換輥工藝流程如圖6所示。由此，根據(jù)上述兩圖的比較，涂布小車確實提高了換輥速度，而且使涂布工藝的改變更為方便，擴大了涂布機的適應范圍。
涂布小車結(jié)構(gòu)比普通的整體涂布結(jié)構(gòu)的效率更高，減少了換輥、清洗輥的時間，且清洗輥時無需停機，可以并行操作，所需工作人員也較少，可以根據(jù)用戶需求來改變涂布機結(jié)構(gòu)，適應范圍更加廣泛。小推車裝置的使用有利于提高機器的有效利用率，降低勞動強度、改善操作環(huán)境，更好地利用人力資源和便于廢液的回收再利用。
根據(jù)上述對涂布機的結(jié)構(gòu)和功能的分析研究，針對直接凹版涂布、三輥逆向涂布、五輥式無溶劑涂布進行了功能系統(tǒng)分析，確定了將涂布小車作為一個模塊進行具體的模塊通用接口來進行設計。設計了接口設計方案，利用一面兩銷定位原理和頂起機構(gòu)，使得涂布小車到達指定的定位位置，從而完成精確定位，小車與涂布單元作為一個整體停留在立柱壁板之間。方案中采用了二自由度出口膜調(diào)節(jié)設計，使得膜的出口可以調(diào)節(jié)，以適應用戶的不同需要。同時，比較了涂布小車結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)的普通結(jié)構(gòu)，證實了涂布小車結(jié)構(gòu)可以大大提高了涂布設備的效率。
權利要求
1.一種面向工藝多樣性的模塊化涂布小車的接口設計方法，包括如下方法步驟將所述涂布小車沿一對斜面導向裝置平行的推進或移出，生產(chǎn)時小車作為一個模塊安裝在兩個立柱間而無須拆卸，涂布小車采用一面兩銷定位裝置分別限制X軸、Y軸、Z軸方向的自由度，基準面包括水平基準面和豎直基準面，水平基準面為涂布單元中左右壁板下平面，而豎直基準面為前端平面，將小車推入，使涂布單元的前端與立柱壁板接口處的豎直平面相接觸，找準位置后，旋轉(zhuǎn)小車支架上的手柄，利用涂布小車上的齒輪齒條頂起機構(gòu)將涂布單元緩緩放下，使涂布單元下平面上的兩個六角定位銷正確進入立柱壁板相應的圓柱孔內(nèi)，利用一面兩銷定位原理，保證了小車的X、Y方向的正確定位，而Z方向則靠小車的重力來完成定位；相反，要撤離小車時，旋轉(zhuǎn)手柄，將六角定位銷從圓柱孔內(nèi)完全退出，利用蝸輪蝸桿的自鎖能力，使涂布單元與立柱壁板保持一定的間隙，然后拉動小車把手，即可將小車拉出，完成拆卸；在更換涂布小車時，該方案只需按上述操作，頂起涂布單元，拉出第一個涂布小車，然后推進第二個涂布裝置，對準基準面，將涂布單元正確定位。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種面向工藝多樣性的模塊化涂布小車的接口設計方法，采用可適應設計的理念，針對涂布設備的涂布單元設計出具有專用標準接口的涂布小車來提高設備的可適應程度，小車式涂布系統(tǒng)，即整個涂布單元設計成小車形式。可適應設計要解決的首要問題是對不同產(chǎn)品多樣性的分析，可適應設計的基本思想是通過提高產(chǎn)品的適應能力主動滿足用戶需求的擴展與變化。
文檔編號B05C11/00GK102615013SQ20121007784
公開日2012年8月1日 申請日期2012年3月22日 優(yōu)先權日2012年3月22日
發(fā)明者包能勝, 趙一杰, 陳永亮, 韓瑤, 顧佩華 申請人:汕頭大學, 汕頭輕工裝備研究院