弧面玻璃溶膠均勻噴塗方法與流程
2023-10-05 09:58:34
本發明涉及弧面玻璃噴塗領域，尤其涉及一種弧面玻璃溶膠均勻噴塗方法。
背景技術：
隨著消費者對汽車功能要求越來越高，個性化程度也越來越高，對汽車玻璃的性能也提出了新的要求，汽車玻璃正朝著功能化方向和複合功能化的方向前行。實現功能化的主要途徑有夾層技術、表面塗層技術、鍍膜技術和附件集成技術等，從不同方面完善汽車玻璃的功能。
汽車玻璃實現功能化中表面塗層技術應用廣泛。表面塗層主要採用噴塗、刷塗和延流等方法製備，與鍍膜技術相比，表面塗層技術有著諸多優點，如生產工藝簡單、能耗低、綠色環保、高效便捷等。
噴塗工藝作為玻璃表面塗層技術的一類，有著許多其他工藝無法比擬的優點，如工藝設計便捷、易實現自動化、效率高、塗層能達到各項技術指標等。但也存在一定缺陷，如噴塗的均勻性很難保障、噴塗浪費溶膠量較多等。
針對上述生產中出現的實際問題，國內學者在噴塗工藝方面做出了許多相關的研究。例如，在李爭的筒狀貯箱自動噴塗裝置控制系統設計與開 發中，採用了使噴塗機器人的噴嘴與弧面保持等距，有效地解決曲面噴塗的工藝要求，但是此方法需要針對等距線上的噴塗軌跡利用方程對其進行規劃將會十分困難，對於噴塗設備的性能和噴塗工藝參數要求都很高。在趙德安的在基於遺傳算法的噴塗機器人噴槍路徑規劃中提出採用遺傳算法(GA)對噴塗機器人噴槍軌跡進行優化,但該方法只能在一定程度上提高噴塗效率,而不能提高噴塗效果(表面均勻性),且該方法沒有經過噴塗試驗論證。在ABB公司的噴塗機器人離線編程系統只能將整個噴塗軌跡分成有限段直線軌跡，每段直線上噴塗時各個參數均保持常量，在曲面上噴塗時會使塗層厚度差異增大，無法達到最佳噴塗效果。2006年以來，江蘇大學通過實驗方法建立了噴塗模型後，對自由曲面上非靜電噴塗機器人噴槍軌跡優化方法進行了研究，初步提出了複雜曲面分片後的噴槍軌跡優化方法，討論了噴塗路徑的間距、噴槍移動速度等少數變量對噴塗效果的影響。2008年，Chen等人對一些常用的基於CAD模型的噴塗機器人軌跡優化方法進行了總結和歸納。2011年，Yu Shengrui等人提出了一種新型的機器人噴塗累積速率模型，並進行了噴塗機器人實驗研究，並指出在三維空間中進行噴塗軌跡優化達到較好的的噴塗效果仍然是一個難點。
技術實現要素：
本發明的目的是。
為實現上述發明目的，本發明的技術方案是：一種弧面玻璃溶膠均勻噴塗方法，將所噴塗的弧面玻璃視為平面玻璃，弧面玻璃的曲面展開尺寸為w×h，具體噴塗步驟為：
步驟一，測定噴塗溶膠和玻璃的接觸角α；
步驟二，測定噴塗溶膠噴塗時韋伯數We；
步驟三，計算出液滴撞擊水平壁面後的最大鋪展直徑Dmax，具體公式為：
D m a x = D 0 1 3 ( W e + 12 ) ( 1 - cos α ) ; ]]>
式中，D0為溶膠噴霧液滴的初始直徑，α為噴塗溶膠和玻璃的接觸角；
步驟四，根據選擇的噴塗機器人規格，確定噴塗中噴塗範圍內最大直徑方向所均布的液滴數n，計算噴塗機器人單次掃掠寬度為nDmax；
步驟五，將弧面玻璃的曲面，沿尺寸w方向，按單次掃掠寬度nDmax進行等分，得到(m+1)個分割點，其中，w為弧面玻璃曲面長度；
步驟六，分別求出(m+1)個分割點沿曲面的法向量與水平面的夾角θi，其中i∈(0，1，2，…，m)；
步驟七，分別求出相鄰分割點之間水平方向投影的長度，得到各分割點的水平橫移量
li＝nDmax cosθi；
步驟八，噴塗機器人在水平面內按S形軌跡，具體以第i分割點為基準，沿弧面玻璃尺寸h方向，進行掃掠噴塗，到達玻璃邊緣後，在水平面內，沿弧面玻璃尺寸w方向，向待噴塗區域一側橫移距離li，到達第(i+1)分割點，沿上次掃掠的反方向掃掠噴塗；到達第(m+1)分割點停止，完成弧面玻璃溶膠噴塗。
本發明的有益效果是：
本發明提出了一種更簡潔、可行的噴塗方法，通過一種噴塗液液滴在玻璃弧面上流動距離的計算方法，可優化噴塗方式，使噴塗均勻性、飽滿、完整，減少溶膠的浪費量，節約成本。
具體實施方式
下面對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。
一種弧面玻璃溶膠均勻噴塗方法，將所噴塗的弧面玻璃視為平面玻璃，弧面玻璃的曲面展開尺寸為w×h，本實施例中，取弧面玻璃的曲面尺寸650mm×600mm。
具體噴塗步驟為：
步驟一，測定噴塗溶膠和玻璃的接觸角α。經測定，蒸餾水液滴1與玻璃2的接觸角α＝30°。
步驟二，測定噴塗溶膠噴塗時韋伯數We；經測定，本實施例中蒸餾水液滴韋伯數We＝4.4。
步驟三，計算出液滴撞擊水平壁面後的最大鋪展直徑Dmax，具體公式為：
D m a x = D 0 1 3 ( W e + 12 ) ( 1 - cos α ) ; ]]>
式中，D0為溶膠噴霧液滴的初始直徑，α為噴塗溶膠和玻璃的接觸角；
帶入步驟三種得出蒸餾水韋伯數We＝4.4，可得出蒸餾水液滴最大鋪展直徑Dmax＝200.8×10-6m。
步驟四，根據選擇的噴塗機器人規格，確定噴塗中噴塗範圍內最大直徑方向所均布的液滴數n，計算噴塗機器人單次掃掠寬度為nDmax；本實施例中n取129.5，則單次掃掠寬度為26×10-3m。
步驟五，將弧面玻璃的曲面，沿尺寸w方向，按單次掃掠寬度nDmax進行等分，得到(m+1)個分割點，其中，w為弧面玻璃曲面長度；在本實施例中，
步驟六，分別求出(m+1)個分割點沿曲面的法向量與水平面的夾角θi，其中i∈(0，1，2，…，25)；得到26個分割點的法向量與水平面夾角詳見表1。
表1.分割點法向水平夾角、水平橫移量
步驟七，分別求出相鄰分割點之間水平方向投影的長度，得到各分割點的水平橫移量
li＝nDmax cosθi；
本實施例中各分割點水平橫移量詳見表1。
步驟八，噴塗機器人在水平面內按S形軌跡，以第0分割點為基準，沿弧面玻璃尺寸600mm方向，進行掃掠噴塗，到達玻璃邊緣後，在水平面內，沿弧面玻璃尺寸650mm方向，向待噴塗區域一側橫移距離l0＝25.98830789，到達第1分割點，沿上次掃掠的反方向掃掠噴塗；到達第26分割點停止，完成弧面玻璃溶膠噴塗。
所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。