一種球形表面摻碳涂層的噴涂方法
【專利摘要】本發明提供一種球形表面摻碳涂層的噴涂方法，其步驟如下：手工噴槍裝夾于機器人手臂；球形工件裝夾于噴涂裝置；涂料配比；機器人噴涂；固化處理。本發明涉及的這種球形表面摻碳涂層的噴涂方法，改善和提高了球形表面涂層外觀質量和厚度均勻性，表面粗糙度Sa小于1.6μm，厚度均勻性達到±5μm。
【專利說明】一種球形表面摻碳涂層的噴涂方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種球形表面摻碳涂層的噴涂方法，屬于表面噴涂【技術領域】。
【背景技術】
[0002]航天領域應用的球形傳感器是在其球形表面噴涂摻碳涂層，以具備良好的空間適應性和導電性能。同時，表面質量好、厚度均勻一致的摻碳涂層，可以提高球形傳感器表面功函數的一致性，滿足空間應用需求。現有技術中，手工噴涂由于人工操作的局限性，噴槍運動路徑和速度難以精確控制，因此整個球體表面涂層厚度均勻性難以控制，只能借助自動化噴涂設備。而機器人噴涂設備配備的供料系統采用壓力罐加壓供料，涂料運輸路徑長，消耗量大，加劇了涂料在輸送過程中的堆積和沉淀效應，且配備的自動噴槍出料量大，這就影響噴槍的出料穩定性和霧化效果，易造成涂層外觀質量缺陷，表面粗糙度大，不適用噴涂小型工件。而且由于噴槍出料的密度分布偏差和球形結構特點，噴涂后涂層厚度均勻性差。
【發明內容】
[0003]本發明提供一種球形表面摻碳涂層的噴涂方法，為一種可顯著提高涂層表面外觀質量和厚度均勻性的球形表面摻碳涂層噴涂方法。
[0004]為解決以上技術問題，本發明提供如下技術方案:一種球形表面摻碳涂層的噴涂方法，其特征在于，按以下步驟進行:
(1)手工噴槍裝夾于機器人手臂；
將自動噴槍從機器人手臂上拆卸下來，根據法蘭接口進行工裝設計，將手工噴槍通過連接工裝固定在機器人手臂上，噴槍槍口和槍體的軸線和機器人手臂的軸線一致；采用柔性連接的方式，在噴槍扳機上打孔，把尼龍線拴在扳機上，另一頭穿過硬質橡膠套管，把橡膠套管沿噴槍扳機拉動的方向用線閘固定在機器人手臂上，人手抓住橡膠套管另一端的線頭進行拉拽，尼龍線在橡膠套管內相對運動，作用力施加在噴槍扳機上；
(2)球形工件裝夾于噴涂裝置；
將清洗后的球形工件一端沿軸線方向緊密連接在步進電機的轉軸上，另一端用頂尖固定，同一緯度上涂層的均勻性由電機帶動球形工件轉動實現；在噴槍口和球形工件之間增設擋板，在球徑范圍內，在擋板上粘貼收斂擋片；擋板開口的中心以與球形工件的球心在同一條直線上，且與底板垂直；同一經度不同緯度涂層的均勻性通過在噴槍和傳感器之間增加帶收斂開口的擋板實現；
(3)涂料配比；
將環氧樹脂加石墨顏料原漆和稀釋劑以4:1配比混合，充分攪拌均勻后，用涂料粘度計測試涂料粘度；
(4)機器人噴涂；
將配好的涂料攪拌后置于噴槍儲料罐中，調整進氣壓力；給機器人設置噴涂路徑，噴涂方向與擋板垂直，調整機器人手臂與擋板的相對位置，機器人手臂上的噴槍口勻速直線運動；啟動電機使球形工件轉動，通過遠程控制開動噴槍扳機，待出料穩定均勻后，控制機器人從球體兩邊的引導段開始噴涂，勻速直線運動到另一端，每次噴涂為一個來回；
(5)固化處理
噴涂完成后，將球形工件放置于溫度為1251烘箱中對其進行2處的涂層固化處理。
[0005]本發明涉及的這種球形表面摻碳涂層的噴涂方法，將手工噴槍裝夾在機器人手臂上，通過柔性連接遠程控制噴槍的啟停，利用手工噴槍噴涂霧化效果較好、噴幅穩定，適宜噴涂小型工件的特點，噴涂后的摻碳涂層光滑平整、色澤均勻，無外觀缺陷的涂層；在噴槍和球形工件之間增設帶收斂開口的擋板，可以約束噴槍出料的噴涂幅面和球形工件的噴涂面積，減少由于噴槍出料密度分布偏差和球形面結構特點造成的不均勻影響，配合機器人可重復的高精度運動路徑和速度控制，涂層厚度均勻性顯著提高。總之，本發明改善和提高了球形表面涂層外觀質量和厚度均勻性，涂層外觀質量滿足釘813八-96《涂裝通用技術條件》中3.2.7 II級要求，表面粗糙度&1小于1.6 ^ 0，厚度均勻性達到±5 ^ 0。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0006]圖1是本發明手工噴槍連接機器人手臂工裝簡圖；
圖1:1-手工噴槍，2-噴槍扳機，3-連接工裝，4-機器人手臂，5-軸線，6-尼龍線，7-橡膠套管，8-線閘，9-法蘭；
圖2是本發明球形工件裝夾布局示意圖；
圖2:10-球形工件，11-步進電機，12-頂尖，13-擋板；
圖3是本發明球形工件噴涂示意圖；
圖3:14-擋板開口，15-收斂擋片，16-收斂間距，17-噴槍口。
【具體實施方式】
[0007]如圖1所示，下面結合實施方式對本發明的噴涂方法作進一步詳細說明。
[0008]實施例1
試樣選用球形工件，球直徑尺寸:30=60111111,表面粗糙度#￡10.3 4 III，其具體操作步驟為:
(1)手工噴槍裝夾于機器人手臂；
將自動噴槍從機器人手臂上拆卸下來，根據法蘭9接口進行合理的工裝設計，將手工噴槍1通過連接工裝3固定在機器人手臂4上，要求噴槍槍口和槍體的軸線5和機器人手臂4的軸線5 —致，保證運動及定位精度。采用柔性連接的方式，在噴槍扳機2上打孔，把尼龍線6拴在扳機2上，另一頭穿過具有一定剛性的細長橡膠套管7，可利用自行車線閘的鋼絲外套管，把橡膠套管7沿噴槍扳機2拉動的方向用線閘8固定在機器人手臂4上，人手可以抓住橡膠套管另一端的線頭進行拉拽，這樣尼龍線6在橡膠套管7內相對運動，作用力就可以施加在噴槍扳機2上，達到開動扳機，實施噴涂的目的，從而實現了噴涂啟動停止的遠程控制。
[0009]( 2)球形工件裝夾于噴涂裝置；
將清洗后的球形工件10 —端沿軸線方向緊密連接在步進電機11的轉軸上，另一端用頂尖12固定，同一緯度上涂層的均勻性可以由電機帶動球形工件轉動實現。在噴槍口 17和球形工件10之間增設擋板13，擋板開口 14間距為在球徑范圍內，在擋板13上粘貼收斂擋片15，擋片最小收斂距離16為11111111。擋板開口 14的中心以與球形工件10的球心在同一條直線上，且與底板垂直。同一經度不同緯度涂層的均勻性通過在噴槍和傳感器之間增加帶收斂開口的擋板實現。
[0010](3)涂料配比；
將環氧樹脂加石墨顏料原漆和稀釋劑以4:1配比混合，充分攪拌均勻后，用涂4粘度計測試涂料粘度，測試結果為15:178。
[0011](4)機器人噴涂；
將配好的涂料攪拌后置于噴槍儲料罐中，調整進氣壓力為0.3019:0.351？3。給機器人設置噴涂路徑，噴涂方向與擋板垂直，調整機器人手臂與擋板的相對位置，機器人手臂上的噴槍口距離擋板85臟、距離試驗件100臟，并以3(^/8的移動速度沿擋板開口中心線方向勻速直線運動。啟動電機使球形工件以20017^111轉速轉動，通過遠程控制開動噴槍扳機，待出料穩定均勻后，控制機器人從球體兩邊的引導段開始噴涂，勻速直線運動到另一端，每次噴涂為一個來回，噴涂10次。
[0012](5)固化處理
噴涂完成后，將球形工件放置于溫度為1251烘箱中對其進行2處的涂層固化處理，即可。
[0013]本發明所述的【具體實施方式】并不構成對本申請范圍的限制，凡是在本發明構思的精神和原則之內，本領域的專業人員能夠作出的任何修改、等同替換和改進等均應包含在本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種球形表面摻碳涂層的噴涂方法，其特征在于，按以下步驟進行: (1)手工噴槍裝夾于機器人手臂 將自動噴槍從機器人手臂上拆卸下來，根據法蘭(9)接口進行工裝設計，將手工噴槍(1)通過連接工裝(3)固定在機器人手臂(4)上，噴槍槍口和槍體的軸線(5)和機器人手臂(4)的軸線(5)—致；采用柔性連接的方式，在噴槍扳機(2)上打孔，把尼龍線(6)拴在扳機(2)上，另一頭穿過硬質橡膠套管(7)，把橡膠套管(7)沿噴槍扳機(2)拉動的方向用線閘(8)固定在機器人手臂(4)上，人手抓住橡膠套管另一端的線頭進行拉拽，尼龍線(6)在橡膠套管(7)內相對運動，作用力施加在噴槍扳機(2)上； (2)球形工件裝夾于噴涂裝置 將清洗后的球形工件(10) —端沿軸線方向緊密連接在步進電機(11)的轉軸上，另一端用頂尖(12)固定，同一緯度上涂層的均勻性由電機帶動球形工件轉動實現；在噴槍口(17)和球形工件(10)之間增設擋板(13)，在球徑范圍內，在擋板(13)上粘貼收斂擋片(15);擋板開口(14)的中心以與球形工件(10)的球心在同一條直線上,且與底板垂直；同一經度不同緯度涂層的均勻性通過在噴槍和傳感器之間增加帶收斂開口的擋板實現； (3)涂料配比 將環氧樹脂加石墨顏料原漆和稀釋劑以4:1配比混合，充分攪拌均勻后，用涂料粘度計測試涂料粘度； (4)機器人噴涂 將配好的涂料攪拌后置于噴槍儲料罐中，調整進氣壓力；給機器人設置噴涂路徑，噴涂方向與擋板垂直，調整機器人手臂與擋板的相對位置，機器人手臂上的噴槍口勻速直線運動；啟動電機使球形工件轉動，通過遠程控制開動噴槍扳機，待出料穩定均勻后，控制機器人從球體兩邊的引導段開始噴涂，勻速直線運動到另一端，每次噴涂為一個來回；噴涂若干次； (5)固化處理 噴涂完成后，將球形工件放置于溫度為125°C烘箱中對其進行24h的涂層固化處理。
【文檔編號】B05B13/04GK104384087SQ201410604837
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年10月31日 優先權日:2014年10月31日
【發明者】蔣釗, 胡明泰, 趙云平, 吳先明, 王佐磊, 陳燾, 李 誠 申請人:蘭州空間技術物理研究所